18新利最新登入光合作用捕获光和地球上的生命权力如何

”一个伟大的方式来欣赏光合作用是比较地球大气层和“妹妹”的行星,”格雷戈里·施密特说,名誉教授植物生物学系佐治亚大学。“所有三个行星很可能是形成和冷却时相似,但金星的大气层火星有95%的二氧化碳(CO2), 2.7%的氮(N2)和0.13%的氧气(O2)。地球的空气是77% N2, 21% O2和CO2 0.41%——尽管这一数字上升。这意味着有800吨的二氧化碳在大气层,但还有另一个10000吨- 10000000000吨缺失或埋在化石的形式石灰石、煤炭和石油。”

换句话说,大气中的碳被走私到地壳数十亿年来,这个星球上的唯一原因是在所有居住的多细胞生物。

“那么,为18新利最新登入地球大气,戏剧性的转变是怎么发生的?”施密特问道。“只有一个答案,这很简单:光合作用,最神奇的因素在地球的进化。”

光合作用,朋友。大约十亿年前,地球是形成,生活出现——可能首先是一些厌氧细菌,大肆硫磺和氢的热液喷口。18新利最新登入现在我们有长颈鹿。但有10000吨的步骤之间的道路上第一个细菌和长颈鹿:那些古老细菌必须找出一种寻找新的热液喷口,导致热敏涂料的发展细菌叶绿素,一些细菌仍然使用探测红外信号所产生的热量。这些细菌是祖细胞的后代叶绿素色素,能够捕捉短,更多的来自太阳的高能光波长和使用它们的力量。

所以,从本质上讲,这些细菌创造了一种捕捉阳光的能量。下一个进化飞跃需要锻炼的一种手段稳定的能源存储,创建一种阳光电池,一边鼓励质子积累的内部膜与其他。

植物和藻类的真正想知道进化的事实是,在某种程度上,这些古代chlorophyll-producing细菌开始生成氧气。毕竟,数十亿年前,实际上是很少的氧气在大气中,这是有毒的很多早期细菌(它仍然是有毒的厌氧细菌留在地球上氧的地方)。18新利最新登入然而,新流程所需的捕获和储存阳光参与细菌烧的水。是的,他们烧东西,消防员扑灭火灾。

燃烧的过程是氧化——剥削的电子从一个原子和电子的转移到另一个(这叫做还原)。早期光合细菌开发了一种方法来捕捉光子-基本粒子的光,用他们的能量带的水用于能源生产的质子和电子。

突破发生在30亿年前的突破是光合机械完善时,叶绿素可以划分两个水分子在同一时间,这些天我们称之为一个“光系统IIchlorophyll-protein集群”。

蓝藻一旦这些光合细菌进化想出了如何从化学反应消耗水和存储能量。18新利最新登入在光合作用、光系统II(水)燃烧不能持续没有第二阶段,光系统I,其中包括电子刷卡的水分子在第一步之前,利用它们衰变。光系统I这坚持这些电子化学流水线上的有机体能够保持来之不易的能量,然后将二氧化碳转化为糖用于细菌作为食物。

光系统II一旦解决,蓝藻接管了海洋,因为氧气是他们的废料,它在地球大气层变得丰富。因此,许多细菌成为有氧—也就是说,他们需要(或者至少是容忍)氧代谢过程。大约十亿年后,原生动物进化为厌氧菌(增长不需要氧气的有机体)嵌接了有氧细菌的猎物。至少一次,细菌没有完全消化,但仍在细胞内,最终帮助oxygen-intolerant厌氧生物处理的有氧环境。这两个生物粘在一起,最终猎物生物进化成一个细胞器线粒体。

类似的场景发生在大约10亿年前与蓝藻。在这种情况下,一个有氧原生动物可能吞并一个藻青菌,最后在其宿主开店,导致小,膜结合细胞器在所有的植物:叶绿体。

藻类和多细胞植物进化和受益于丰富的二氧化碳,增加氧气在地球大气中,叶绿体成为光合作用的地方——光系统I, II,甚至更复杂的东西——在每一个细胞。线粒体一样,他们有自己的DNA和花时间忙着收割植物光,创建整个地球生命的基础。