Den Weg Zum Frühen Sauerstoff Der Erde Finden

{h1}

Die photosynthese war kein evolutionssprung. Die oxidation des mangans ebnete den weg für den frühen sauerstoff der erde.

Der entscheidende Faktor für das Leben auf der Erde war die Photosynthese. Nun glauben Wissenschaftler, dass sie einen molekularen Sprungbrett für diesen komplizierten chemischen Prozess gefunden haben, der die Atmosphäre vor etwa 2,4 Milliarden Jahren mit Sauerstoff geflutet hat.

Kleine einzellige Organismen, Cyanobakterien genannt, beherrschten die Photosynthese erstmals auf der Erde. Sie verwenden Sonnenlicht, um Wassermoleküle aufzuspalten und Sauerstoff als Abfall freizusetzen. Viele Forscher vermuten, dass die Oxidation des Elements Mangan durch frühere Lebensformen der erste Schritt zur Entwicklung dieser molekularen Maschinerie war - das Metall spielt noch heute eine entscheidende Rolle in der Photosynthese.

Im Grunde genommen entfernt der Oxidationsprozess Elektronen von Atomen. In diesem Fall haben die frühen Mikroben Elektronen aus Mangan gestohlen und sie durch Sauerstoff aus Kohlendioxid ersetzt. Das Ergebnis ist Manganoxid, ähnlich dem Eisenrost oder der grünen Patina von Kupfer.

"Wenn dies der Fall wäre, könnten wir sehen, dass sich Mangan [oxid] vor dem Anstieg des Sauerstoffs in Gesteinen konzentriert", sagte Woody Fischer, Geobiologe bei Caltech im kalifornischen Pasadena, und studierte als Co-Autor.

Fischer und seine Kollegen suchten nach manganreichen Gesteinen, die sich kurz vor dem großen Oxidationsereignis abgelagert hatten, als die Photosynthese begann und die Erdatmosphäre mit Sauerstoff überflutet wurde. (Genetische Untersuchungen, die sich mit der Evolution von Proteinen und Enzymen in photosynthetisierenden Mikroben befassen, stimmen ebenfalls mit diesem Zeitpunkt überein.)

In 2,415 Milliarden Jahre alten Gesteinen aus Südafrika fanden die Forscher ihre rauchenden, gewehrreichen Ablagerungen von oxidiertem Mangan. Der antike Fels ist ein Beweis dafür, dass Mikroben die Sonne für Energie nutzten und sie mit Mangan in Nahrung umwandelten. Dies ergab eine Studie, die am 24. Juni in der Zeitschrift Proceedings der National Academy of Sciences veröffentlicht wurde.

Die chemische Analyse des Gesteins, das zu einem antiken Meeresbecken gehört, zeigt auch, dass kein Luftsauerstoff zur Verfügung stand, sodass sich die wasserspaltenden Cyanobakterien erst entwickeln mussten. (Sauerstoff war jedoch beispielsweise in Molekülen aus Wasser und Kohlendioxid enthalten.)

Die Cyanobakterien könnten den Mangan-Prozess für die Photosynthese angenommen oder verbessert haben, meinen die Forscher. "Das Mangan ist die magische Maschinerie, die Wassermoleküle spaltet", sagte Fischer.

Das Team plant nun, moderne Cyanobakterien für die Mangan-oxidierende Photosynthese zu rekonstruieren und auf anderen Kontinenten Gesteine ​​gleichen Alters zu betrachten, um ihre Ergebnisse zu untermauern.

"Mangan spielt eine wichtige Rolle in der modernen biologischen Wasserspaltung als notwendiger Katalysator für den Prozess. Daher ist die Mangan-oxidierende Photosynthese als potenzielles Übergangs-Photosystem sinnvoll", sagte Jena Johnson, Doktorandin bei Caltech und Hauptautor der Studie in einer Stellungnahme.

Email Becky Oskin oder folge ihr @beckyoskin. Folge uns @wordssidekick, Facebook & Google+. Originalartikel über WordsSideKick.com.com.


Videoergänzungsan: Ersticken wir ohne Wald? Globaler Sauerstoff/Kohlenstoff-Kreislauf und die Photosynthese..




Forschung


Lake Ontario Fakten
Lake Ontario Fakten

Face-Lift Von Lava: Eruption Macht Vulkan Zu Einem Perfekten Kegel
Face-Lift Von Lava: Eruption Macht Vulkan Zu Einem Perfekten Kegel

Wissenschaft Nachrichten


Unheimlicher Dark Swath Erstreckt Sich Über Arabisches Satellitenfoto
Unheimlicher Dark Swath Erstreckt Sich Über Arabisches Satellitenfoto

Unterwasserlawine! Schmelzende Eiskappen Könnten Tsunamis Auslösen
Unterwasserlawine! Schmelzende Eiskappen Könnten Tsunamis Auslösen

Wie Zwillinge Arbeiten
Wie Zwillinge Arbeiten

Affen Gefangen Während Monkeys Monkeying
Affen Gefangen Während Monkeys Monkeying

Am Rande: Klimawandel Gefährdet Häufige Arten
Am Rande: Klimawandel Gefährdet Häufige Arten


DE.WordsSideKick.com
Alle Rechte Vorbehalten!
Die Wiedergabe Von Irgendwelchen Materialien Erlaubt Nur Prostanovkoy Aktiven Link Zu Der Website DE.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DE.WordsSideKick.com