Позднее приобретение пути фиксации углерода rTCA Chlorobi

Экология природы и эволюция (2023)Процитировать эту статью

Подробности о метриках

Обратный цикл трикарбоновых кислот (rTCA) рекламируется как первоначальный способ фиксации углерода из-за его автокаталитической склонности и непереносимости кислорода. Однако, несмотря на предполагаемую древность, самые ранние наскальные записи содержат скудные подтверждающие доказательства. Фактически, учитывая химерное наследование этапов цикла rTCA у Chlorobiaceae, даже использование химической летописи окаменелостей этой группы теперь подвергается сомнению. Хотя формация Барни-Крик возрастом 1,64 миллиарда лет содержит химические окаменелости самых ранних известных предполагаемых каротиноидов, полученных из Chlorobiaceae, вмешательство со стороны сопутствующей углеводородной матрицы до сих пор не позволяло провести измерения изотопов углерода, необходимые для установления физиологии организмов, которые их производили. Преодолевая это препятствие, мы сообщаем о серии измерений изотопов углерода для конкретных соединений, идентифицирующих экосистему с преобладанием цианобактерий и гетеротрофными бактериями. Мы продемонстрировали, что хлоробактан обеднен 13C по сравнению с современными эквивалентами, демонстрируя лишь небольшое обогащение 13C по сравнению с сосуществующими цианобактериальными каротиноидами. Отсутствие этого диагностического изотопного отпечатка, в свою очередь, подтверждает филогеномные гипотезы, которые требуют поздней сборки цикла rTCA и, следовательно, отсроченного приобретения автотрофии у Chlorobiaceae. Мы предполагаем, что прогрессирующая оксигенация системы Земли вызвала увеличение запасов морских сульфатов, тем самым обеспечив селективное давление, подпитывающее неопротерозойский сдвиг в сторону энергосберегающей фотоавтотрофии среди Chlorobiaceae.

Это предварительный просмотр контента подписки, доступ через ваше учреждение.

Доступ к журналу Nature и 54 другим журналам Nature Portfolio.

Приобретите Nature+, нашу выгодную подписку с онлайн-доступом.

29,99 долларов США / 30 дней

отменить в любое время

Подпишитесь на этот журнал

Получите 12 цифровых выпусков и онлайн-доступ к статьям.

119,00 долларов США в год

всего $9,92 за выпуск

Возьмите напрокат или купите эту статью

Цены варьируются в зависимости от типа статьи

от$1,95

до $39,95

Цены могут зависеть от местных налогов, которые рассчитываются во время оформления заказа.

Все данные, полученные в ходе этого исследования, включены в дополнительную информацию и доступны у соответствующих авторов по запросу.

Уорд, Л.М. и Ши, П.М. Эволюция и продуктивность путей фиксации углерода в ответ на изменения концентрации кислорода в течение геологического времени. Свободный Радик. Биол. Мед. 140, 188–199 (2019).

Статья CAS PubMed Google Scholar

Хартман, Х. Размышления о происхождении и эволюции метаболизма. Дж. Мол. Эволюция 4, 359–370 (1975).

Статья в Академии CAS Google

Вехтерсхойзер, Г. Эволюция первых метаболических циклов. Учеб. Натл Акад. наук. США 87, 200–204 (1990).

Статья PubMed PubMed Central Google Scholar

Вайс, MC и др. Физиология и среда обитания последнего всеобщего общего предка. Нат. Микробиол. 1, 16116 (2016).

Статья CAS PubMed Google Scholar

Китадай Н., Камея М. и Фудзисима К. Происхождение циклической фиксации CO(2) восстановительной трикарбоновой кислоты (rTCA): перспектива. Жизнь 7, 39 (2017).

Статья PubMed Central Google Scholar

Оверманн Дж. Метаболизм серы в фототрофных организмах (ред. Хелл, Р. и др.) 375–396 (Springer, 2008).

Камачо А., Уолтер К.А., Пикасо А. и Зопфи Дж. Фотоферротрофия: остатки древнего фотосинтеза в современной среде. Передний. Микробиол. 8, 323 (2017).

Статья PubMed PubMed Central Google Scholar