这或许是诸多尝试中意义最为重大的一次

该假说作出了一个明确的预测：曾经有一种不同于蓝藻的细菌
       能够通过光合作用产生氧气这个缺失环节
       将具有

型反应中心埃兰推测
       由于拥有两套不同的反应中心
       使得这些“早期蓝藻”在广泛的环境中兴盛起来当环境中的硫化氢比较充裕时
       它们使用

或者说
       造成了绝大部分早期蓝藻的死亡
       只有一个幸运儿存活了下来埃兰认为
       在这个幸运儿中
       由于基因突变
       同一时间只能开启一套反应中心的开关坏掉了当两套反应中心同时运作时
       锰产生的电子流经

不产生氧气的光合作用出现得如此之早
       似乎相当令人惊讶现在已知最早的化石
       
       仅仅比它们略早一点在英国伦敦大学学院研究生命起源的学者尼克

对于雷恩这样的研究人员来说
       为什么产生氧气的光合作用要经过如此漫长的岁月才演化出来产生氧气的光合作用出现在大约24亿年前
       可能比不产生氧气的光合作用晚了10亿年明明更具优势
       为什么它会如此姗姗来迟？

“这是个重大新闻
       令人兴奋不已
       恰如其分地证实了约翰的假设
       ”德国杜塞尔多夫大学的威廉姆

在产生氧气的光合作用中
       由水分子提供电子剥离电子的过程使水分子裂解为氢离子和氧在把二氧化碳转化为糖类的过程中
       氢离子和电子起着至关重要的作用
       而氧气则是一种没什么用的副产品

       发现一种化石结构与现代光合细菌形成的微生物席非常类似
       但是没有任何氧气产生的迹象（参见《自然》杂志
       549页）对此
       他们认为最可能的解释是
       这些细胞进行的是不产生氧气的光合作用

在不产生氧气的光合作用中
       电子由其他种类的分子提供
       其中最为普遍的是硫化氢裂解硫化氢产生的副产品是硫硫化氢具有非常容易失去电子的优点
       或者说非常易于氧化而且在早期海洋中
       硫化氢也很常见不过
       在不产氧的光合作用发生的表层水域
       硫化氢估计很快就被消耗一空了

这颗星球正处于危机之中死亡无处不在
       散发出铺天盖地的恶臭生命之树的所有枝杈几乎都被清洗一空
       曾经鲜活的生命变成了逝去的记忆造成这一切的罪魁祸首
       仅仅是一种气体
       一种非常成功的物种排入大气的废气欢迎来到24亿年前的地球

用水提供电子的最大好处是
       水在海洋中可谓取之不尽用之不竭但是
       水的缺点也不小“氧化水非常困难
       ”美国密苏里州圣路易斯华盛顿大学的罗伯特

美国亚利桑那州立大学的一支研究团队
       试图把紫细菌改造成类似于靛蓝菌的生物这或许是诸多尝试中意义最为重大的一次研究人员改造了紫细菌
       使它们有能力将锰离子纳入反应中心
       并利用锰离子与含有氧元素的分子发生反应（参见《美国科学院院报》
       2314页）这还算不上是产生氧气的光合作用
       却是向着目标方向迈出的一步

可是
       转到由水提供电子的呢？从某种程度上来说
       它们没有变过直到今天
       所有植物用于光合作用的电子都是由锰提供的只不过
       这些电子现在来自于

这场争论
       只能有待于发现过渡种类的活生生的代表
       不管是靛蓝菌还是早期蓝藻
       才能够一锤定音了令人惊讶的是
       布兰肯西普和埃兰都确信
       他们各自认为的过渡菌种
       依然生存在世界的某个角落“我们现在仍然可以在地球上找到一些特殊环境
       与距今24亿年前的典型条件极为类似
       “所以
       认为这些微生物依然在某处生活着
       也并不荒谬”

型反应中心基因多出来的这一套反应中心
       拥有很大的自由度
       可以承担不同的功用这套反应中心演化出了循环利用的电子
       成为了最初的

本质上
       光合作用就是“收割”太阳能植物利用太阳能制作食物
       把二氧化碳变成碳链这一过程中产生的糖类可以用作能源
       也可以用于制造从蛋白质到dna不等的各种更复杂的分子可能与你所预期的不同
       产生氧气并非不可避免事实上
       许多细菌都可以不用产生氧气
       就把光能和二氧化碳转化为食物而且
       近期的研究表明
       细菌这种光合作用的历史
       几乎和地球生命史一样悠久

高活性
       也使得它能够成为一种丰富的能量来源生命很快就开始开采这座宝库
       我们的动物祖先也在其中

换句话说
       植物的叶绿体是由蓝藻发展而来的）而且
       为什么所有蓝藻都同时具有两种类型的反应中心？

型反应中心抽走
       这样就解决了阻塞问题换言之
       两种反应中心开始联手工作了
       就像在现代蓝藻中一样（参见《欧洲生物学化学会联盟通讯》
       963页）

光合作用分为两个主要步骤在第2步中
       电子进入二氧化碳
       帮助把二氧化碳分子转化成糖类而第1步则是获取这些电子
       也就是从一种分子上剥离出电子
       用来产生驱动第2步所需的电化学梯度

型反应中心的拥堵虽然锰离子会和水反应生成氧化锰
       但周围环境中仍然存在着大量的锰
       继续产生过量的电子
       造成早期蓝藻的死亡

型反应中心先演化出来但是在这之后
       他的假设就大不相同了他认为
       光合作用细菌在发展早期遇到了某种问题
       导致多复制了一整套

因此
       在选择水之前
       光合细菌最先选择容易氧化的物质
       也就合情合理了传统观点认为
       产生氧气的光合作用
       是经过一系列中间阶段
       逐渐从不产生氧气的版本演化而来的布兰肯西普和很多研究人员都支持这一观点

型反应中心然而
       紫外线照射锰会使锰放出电子
       事实上环境中存在着大量的电子这些电子很快就造成了

型反应中心后
       它们对锰原子的需求就微乎其微了接下来
       它们就能从富含锰的水域向外开枝散叶
       借助无穷无尽的水和阳光
       开发利用当时丰富的二氧化碳资源不久之后
       数量庞大的蓝藻喷吐出来的氧气
       改变了大气组成

然后有一天
       灾难降临了一些早期蓝藻漂进了一处富含锰、却缺少硫化氢的浅滩细菌适时启用了

型反应中心
       可以在内部循环利用电子
       从而降低了对外界电子来源的依赖事实2：在产生氧气的光合作用中
       一个

型的反应中心
       它们从硫化氢之类的分子中获取电子
       而且电子走的是单行道
       即每个电子只利用一次另一些细菌具有

菲舍尔（woodward fischer）及其同事
       一直在研究位于现今南非的岩层
       该岩层的形成时期恰好是在氧含量上升的前夕他们发现一处岩石中二氧化锰含量非常之高
       而且意义格外重大的是
       这处岩石是在缺乏氧气的环境中形成的即使是紫外线
       也不足以产出如此规模的氧化锰这个研究团队在2012年12月的一次会议上说
       埃兰提出的早期蓝藻的光合作用模式
       似乎是对这种现象的唯一可信的解释

地球科学》
       698页）“它们生活在光照良好的潮间带或潮上带
       ”布雷泽说岩石的化学组成
       以及充足的光线
       充分表明这些细胞中有些能进行光合作用
       却不产生氧气

即使有一天
       生物学家真的在实验室里制造出了靛蓝菌
       也不能证明靛蓝菌曾经自然演化产生过对于埃兰来说
       渐进假设并不能解释所有的事实为什么如此显而易见、如此简单的过程
       需要花上10亿年的时间？为什么产生氧气的光合作用只演化出了一次？（到目前为止
       只有蓝藻植物通过让蓝藻在体内生活
       获得了这种光合作用的能力

马丁（william martin）如此评论他是一位支持埃兰假说的早期演化研究人员
       一直和埃兰保持着合作
       收集相关证据但是布兰肯西普依然坚持他的看法用他的话来说
       他跟埃兰及马丁就产生氧气的光合作用如何起源的问题
       进行过多次“十分激烈但是相当友好”的交流讨论

距今24亿年前
       可以说是生命历史上最为动荡的一段时期生命已经在地球上繁荣发展了10多亿年
       一种新的单细胞生物在此时华丽登场它们可以利用太阳能
       利用过程中却会产生有毒的副产品

【xzbu】郑重

型反应中心
       蓝藻就这样产生了因此
       布兰肯西普认为
       蓝藻具有两种不同类型的反应中心
       只是一个巧合

型反应中心来裂解水分子产生氧气并且
       反应发生的位置上
       有4个锰原子排列在一个钙原子周围事实4：具有

布兰肯西普（robert blankenship）说我们现在依然在为之努力：研究人员已经进行了数十年的尝试
       希望开发出一种廉价高效的裂解水的方法
       以生产氢气作为燃料

如果埃兰的假设是正确的
       蓝藻偶然进入富含锰的环境
       以及关键基因开关的失控
       必然发生在同一时间埃兰也同意
       这种情况出现的几率太低了但这或许就是产生氧气的光合作用耗费了10亿年才出现的原因他说：“我研究的这条路线只是个时间问题
       经过漫长的时间
       终于等到两个意外因素
       同时出现在一个细菌上”出乎人们意料的是
       现在埃兰的理论已经有实实在在的证据支撑了：我们已经发现了一处罕见的、富含锰的环境

过去的10年来
       我们对地球历史这一阶段的认识
       发生了大逆转教科书会告诉你
       光合作用甫一出现
       氧含量就开始攀升但是
       据我们现在所知
       有些生物早在34亿年前就能进行光合作用
       这比氧含量上升要早得多问题在于
       为什么氧气会在那么久之后
       才喷涌而出？

不管蓝藻的祖先到底是什么
       我们都应该对其心怀感激“这种生物也许是意外的产物
       ”埃兰说
       “原因很简单
       因为它永远地改变了这个世界”（编译自：《新科学家来源：果壳网）

雷恩（nick lane）认为
       一旦生命演化到能够依靠化学能为生
       转而利用太阳能其实算不上什么飞跃“实际上
       光只是让电子流过同一台设备而已
       ”他说

那是一场灾难在数次生物大灭绝事件中
       氧含量上升毁灭的物种比例很可能高居魁首尽管如此
       氧气的危险特质

型反应中心、进行不产生氧气的光合作用的细菌（其中包括紫细菌
       一种现生细菌）
       与进行产生氧气的光合作用的蓝藻联系在了一起
       因此我们不妨称之为“靛蓝”菌目前为止
       还没有“靛蓝”菌被发现布兰肯西普和其他研究人员试图通过其他方法
       证明靛蓝菌曾经存在过

布雷泽（martin brasier）（参见《自然

型反应中心之后
       这类细菌的后代又把金属原子纳入其中最后
       形成了包含4个锰原子和一个钙原子的结构布局现在
       细菌可以只用

产生氧气的光合作用是如何出现的
       所有与此有关的假设都不能绕过以下4个具有重要意义的事实事实1：不产生氧气的光合作用有两个迥异的类型一些细菌具有被称为