Chlorobi에 의한 rTCA 탄소 고정 경로의 늦은 획득

자연 생태 및 진화(2023)이 기사 인용

측정항목 세부정보

역트리카르복실산(rTCA) 회로는 자가촉매 성향과 산소 불내성으로 인해 탄소 고정의 원시 모드로 선전됩니다. 그러나 이렇게 추정된 고대에도 불구하고 최초의 암석 기록은 이를 뒷받침하는 증거가 부족합니다. 사실, Chlorobiaceae 내의 rTCA 주기 단계의 키메라 유전에 기초하여, 이 그룹의 화학적 화석 기록을 사용하는 것조차 이제 의문의 여지가 있습니다. 16억 4천만년 된 Barney Creek 층에는 가장 초기에 알려진 엽록소과 유래 카로티노이드의 화학적 화석이 포함되어 있지만, 동반된 탄화수소 매트릭스의 간섭으로 인해 지금까지 이를 생성한 유기체의 생리학을 확립하는 데 필요한 탄소 동위원소 측정이 불가능했습니다. 이러한 장애물을 극복하고, 여기에서는 종속 영양 박테리아를 특징으로 하는 시아노박테리아가 지배하는 생태계를 식별하는 화합물별 탄소 동위원소 측정 모음을 보고합니다. 우리는 동시 존재하는 시아노박테리아 카로티노이드에 비해 약간의 13C 농축만을 보여주는 현대의 등가물과 비교할 때 클로로박탄이 13C가 고갈되었음을 보여줍니다. 이러한 진단용 동위원소 지문이 없다는 것은 rTCA 주기의 늦은 조립을 요구하는 계통유전학적 가설을 확인시켜 주며, 이에 따라 엽록소과 내에서 자가영양의 획득이 지연됩니다. 우리는 지구 시스템의 점진적인 산소화로 인해 해양 황산염 재고가 증가하여 엽록소과 내에서 에너지 효율적인 광자가 영양을 향한 신원생대 전환에 연료를 공급하는 선택적인 압력을 제공한다고 제안합니다.

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Ward, LM & Shih, PM 지질학적 시간에 따른 산소 농도 변화에 따른 탄소 고정 경로의 진화와 생산성. 프리 라딕. Biol. 메드. 140, 188–199(2019).

기사 CAS PubMed Google 학술검색

Hartman, H. 신진대사의 기원과 진화에 대한 추측. J.Mol. 진화 4, 359–370 (1975).

기사 CAS Google 학술검색

Wächtershäuser, G. 첫 번째 대사주기의 진화. 진행 Natl Acad. 과학. 미국 87, 200-204(1990).

기사 PubMed PubMed Central Google 학술검색

Weiss, MCet al. 마지막 보편적 공통 조상의 생리학과 서식지. Nat. 미생물. 1, 16116(2016).

기사 CAS PubMed Google 학술검색

Kitadai, N., Kameya, M. & Fujishima, K. 환원성 트리카르복실산(rTCA) 주기형 CO(2) 고정의 기원: 관점. 라이프 7, 39(2017).

기사 PubMed Central Google 학술검색

Overmann, J. in Phototrophic Organisms의 황 대사 (eds Hell, R. et al.) 375–396 (Springer, 2008).

Camacho, A., Walter, XA, Picazo, A. & Zopfi, J. Photoferrotropic: 현대 환경에서 고대 광합성의 유적. 앞쪽. 미생물. 8, 323(2017).

기사 PubMed PubMed Central Google 학술검색