Происхождение хлоропласта

Новое исследование под руководством Бристольского университета пролило свет на происхождение, время и среду, в которой впервые эволюционировал хлоропласт.

Биосфера Земли работает за счёт фотосинтеза. В ходе этого фундаментального процесса водоросли и растения улавливают солнечный свет и преобразуют углекислый газ в углеводы, расщепляя воду и выделяя кислород. Фотосинтез происходит в зелёных специализированных субъединицах внутри клетки, известных как хлоропласты.

Учёным известно, что водоросли и наземные растения эволюционировали после более сложного организма с ядром, известного как эукариот. Эта древняя эукариотическая клетка поглотила фотосинтезирующую бактерию, обычно известную как сине-зелёная водоросль или цианобактерия.

Хотя общепризнано, что цианобактерии являются предками хлоропласта, оставалось неясным, какие именно цианобактерии наиболее близки к хлоропласту, когда эта ассоциация впервые появилась в геологических терминах и в каком типе среды обитания это произошло. Новое исследование показывает, что линия хлоропластов отделилась от своего ближайшего цианобактериального предка более 2,1 миллиарда лет назад в средах с низкой солёностью.

Потребовалось ещё 200 миллионов лет, чтобы хлоропласт и эукариотический хозяин вступили в тесные симбиотические отношения. Это эволюционное исследование также показало, что группы морских водорослей диверсифицировались гораздо позже, примерно 800–750 миллионов лет назад.

Ведущий автор исследования доктор Патрисия Санчес-Баракальдо: «Результаты этого исследования подразумевают, что сложные организмы, такие как водоросли, впервые эволюционировали в пресноводных средах, а позже колонизировали морские среды. Эти результаты также имеют огромное значение для понимания углеродного цикла».

Профессор Давиде Писани: «Наша планета — прекрасное место, и она существует в таком резком контрасте с остальной частью Солнечной системы… Здесь мы сделали несколько больших шагов, чтобы прояснить, как Земля стала планетой, которую мы знаем сегодня».