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光合作用的由来

发布时间：2008-04-17 【打印本页】【关闭窗口】

网友见解：　光合作用的生化反应之起源是自然界最重大的事件之一，那它究竟是如何演化而来的？科学家有了一些答案，答案之一是水平基因转移。

　　光合作用是有生命以来发展出的最重要化学反应之一，它把阳光的能量转移成化学能，受惠的是整个地球上的生命。细菌的有氧光合作用之演化是造成地球大气层富含氧气的原因，从此光合生物只要进行日光浴就能得到源源不绝的能量，并且还改变了地球的化学环境数十亿年之久，并引发了复杂生命的繁衍。　　经过了数十年的研究，生化学家了解了这个关键的生物反应依靠一些包含一系列巨大及复杂分子的极精巧和快速的化学反应，即由一组复离的分子系统合在一块工作。

　　生化学家Blankenship说道，我们知道这个反应演化自细菌，大约在廿五亿年前，但光合作用发展史非常不好追踪。有多样性令人迷惑的光合微生物使用相关但又不太一样的反应。虽然有一些线索找它们连系在一起，但还是不清楚它们之间的关系，以及光合作用的起源和发展等。

　　Blankenship等人透过分析五种细菌的基因组来解决部分的问题。他们的结果显示，光合作用的演化并非是一条从简至繁的直线，而是不同的演化路线的合并，把独立演化的化学反应合混合在一起，靠的是水平基因转移。在五年前，一个物种把遗传作用转移至另一物种的想法还是匪夷所思。但现在基因组的研究显示有些基因的确会在不同物种间旅行。

　　他们利用BLAST检验了五种基因组已定完序的细菌（蓝绿藻Synechocystis sp. PCC 6803、绿丝菌Chloroflexus aurantiacus、绿硫菌Chlorobium tepidum、古生菌Rhodobacter capsulatus和螺旋菌Heliobacillus mobilis）之基因，结果发现一组188个基因相关，其中约50与光合作用有关。它们虽然是不同的细菌，但却有相当程度相同的化学系统，他们猜测光合作用相关基因一定是同源的。

　　他们利用数学分析以决定该组共同基因的演化关系，但他们测不同的基因就得出不同的结果。他们做了亲缘关系分析以决定出最佳的演化树，但他们发现一些基因同时支持十五种排列方式。显然它们有不同的演化史。Blankenship主张这能解释化合作用的复杂反应之演化，不同的系统分别演化自不同生物，可能还作为不同的用途。通过两种细菌的融合或不同基因的收纳，因此基因的新组合可能就出现在新的组合系统。系统的进一步演化和重组可能又在不同生物中出现多次。

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