Bakteri aneh mengisyaratkan asal kuno fotosintesis – Sains Terkini


Struktur di dalam bakteri langka mirip dengan yang menggerakkan fotosintesis pada tanaman saat ini, menunjukkan prosesnya lebih tua dari yang diperkirakan.

Temuan itu bisa berarti evolusi fotosintesis membutuhkan pemikiran ulang, mengubah ide-ide tradisional di kepala mereka.

Fotosintesis adalah kemampuan untuk menggunakan energi Matahari untuk menghasilkan gula melalui reaksi kimia. Tumbuhan, alga, dan beberapa bakteri saat ini melakukan fotosintesis 'oksigen', yang memecah air menjadi oksigen dan hidrogen untuk menggerakkan proses, melepaskan oksigen sebagai produk limbah.

Beberapa bakteri malah melakukan fotosintesis 'anoksigenik', versi yang menggunakan molekul selain air untuk memberi tenaga pada proses dan tidak melepaskan oksigen.

Para ilmuwan selalu berasumsi bahwa fotosintesis anoksiogenik lebih 'primitif', dan fotosintesis oksigenik berkembang darinya. Di bawah pandangan ini, fotosintesis anoksi muncul sekitar 3,5 miliar tahun yang lalu dan fotosintesis oksigen berkembang satu miliar tahun kemudian.

Namun, dengan menganalisis struktur di dalam jenis bakteri purba, para peneliti Imperial College London telah menyarankan bahwa langkah kunci dalam fotosintesis oksigenik mungkin telah terjadi satu miliar tahun yang lalu sebelum dipikirkan secara umum.

Penelitian baru ini diterbitkan dalam jurnal Tren dalam Ilmu Tanaman.

Penulis utama studi ini, Dr Tanai Cardona dari Departemen Ilmu Kehidupan di Imperial, mengatakan: "Kita mulai melihat bahwa banyak cerita yang sudah ada tentang evolusi fotosintesis tidak didukung oleh data nyata yang kita peroleh tentang struktur dan berfungsinya sistem fotosintesis bakteri awal. "

Bakteri yang mereka teliti, Heliobacterium modesticaldum, ditemukan di sekitar sumber air panas, tanah, dan tanah tergenang, di mana ia melakukan fotosintesis anoksigenik. Ini sangat jauh terkait dengan cyanobacteria, bakteri utama yang melakukan fotosintesis oksigen saat ini.

Ini sangat jauh terkait sehingga terakhir memiliki 'nenek moyang yang sama' dengan cyanobacteria miliaran tahun yang lalu. Ini berarti bahwa sifat apa pun yang dimiliki dua bakteri kemungkinan besar juga telah hadir pada bakteri purba yang memunculkan keduanya.

Dengan menganalisis struktur yang digunakan baik H. modesticalum dan cyanobacteria modern untuk melakukan berbagai jenis fotosintesis, Dr Cardona menemukan kesamaan yang mencolok.

Kedua struktur tersebut mengandung situs yang digunakan secara khusus oleh cyanobacteria dan tanaman untuk memisahkan air – langkah penting pertama dalam fotosintesis oksigen.

Evolusi cyanobacteria biasanya diasumsikan juga menjadi penampakan pertama dari fotosintesis oksigen, tetapi fakta bahwa H. modesticaldum mengandung situs yang sama berarti bahwa blok bangunan untuk fotosintesis oksigen kemungkinan jauh lebih kuno daripada yang diperkirakan, setua fotosintesis itu sendiri, dan karena itu bisa muncul jauh lebih awal dalam sejarah Bumi.

Dr Cardona juga mengemukakan bahwa ini mungkin berarti fotosintesis oksigen bukanlah hasil dari satu miliar tahun evolusi dari fotosintesis anoksigenik, tetapi bisa menjadi sifat yang berkembang lebih cepat, jika tidak pertama.

Dr Cardona berkata: "Hasil ini membantu menjelaskan dengan sangat rinci mengapa sistem yang bertanggung jawab untuk fotosintesis dan produksi oksigen adalah seperti sekarang ini – tetapi untuk membuatnya masuk akal memerlukan perubahan perspektif dalam cara kita memandang evolusi fotosintesis.

"Di bawah pandangan tradisional – bahwa fotosintesis anoksigenik berevolusi pertama dan merupakan satu-satunya jenis selama sekitar satu miliar tahun atau lebih sebelum fotosintesis oksigenik berkembang – struktur ini seharusnya tidak ada sama sekali pada bakteri jenis ini."

Pekerjaan ini didanai oleh Leverhulme Trust dan Dewan Riset Bioteknologi dan Ilmu Biologi.

Sumber Cerita:

Material disediakan oleh Imperial College London. Asli ditulis oleh Hayley Dunning. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.