地球上之所以出現氧氣，竟是因為它們！

藍藻細菌的光學顯微鏡圖像

澳大利亞昆士蘭大學的Soo等研究人員發現，藍藻的祖先並無光合作用機制，是在進化後期才獲得光合作用基因的，之後繼續進化擁有了有氧呼吸能力，相關文章發表於《科學》雜誌。

藍藻是地球上非常重要的一類微生物。藍藻生氧光合作用的起源使得23億年前的地球出現了氧氣，從而有了有氧呼吸，產生了複雜的多細胞生物，深遠地改變了生物界的進化歷程。然而，關於藍藻的多樣性和進化過程仍需要不斷進行研究。關於環境16S核糖體RNA基因的研究發現，目前至少存在3種藍藻細菌：產氧光菌（Oxyphotobacteria）、黑水仙菌（Melainabacteria）和ML635J-21分化支。目前尚無公開發表的ML635J-21分化支的基因組數據，對於它們的代謝也不清楚。

在該研究中，研究人員報道了41種未經培養、與光合作用的藍藻（產氧光菌）相關的微生物，包括黑水仙菌門的成員，以及一種新類別的藍藻細菌（Sericytochromatia），後者是產氧光菌和黑水仙菌的基礎。所有黑水仙菌門和Sericytochromatia的成員都缺少光合作用機制，這一結果暗示光營養並不是藍菌門的祖傳特徵，而且產氧光菌在藍藻進化的相對後期才獲得光合作用的基因。研究人員發現，上述三種藍藻均獨立地獲得有氧呼吸複合體，這一結果支持了之前的假設：有氧呼吸進化是發生在生氧光合作用之後的。

該研究提示，生氧光合作用的起源應該和氧氣出現的時間相接近，加強了一種可能性：23億年前氧氣的出現是直接由生氧光合作用進化而引發的。

參考文獻：Science 2017;355:1436-1440

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