Kapan Pertama Kali Fotosintesis Oksigen Terjadi ?

Dr. Tanai Cardona, peneliti dari Imperial College London, Inggris, mempelajari mesin molekuler yang bertanggung jawab atas fotosintesis oksigenik dan menemukan bahwa prosesnya mungkin telah berevolusi selama 3,6 miliar tahun yang lalu.

Gambar ini adalah struktur kristal Photosystem I. Gambar kredit: Tanai Cardona.

Fotosintesis adalah proses yang menopang kehidupan kompleks di Bumi - semua oksigen di planet kita berasal dari fotosintesis.

Ada dua jenis fotosintesis: (i) fotosintesis oksigenik, yang menggunakan energi cahaya untuk memecah molekul air, melepaskan oksigen, elektron dan proton; dan (ii) fotosintesis anoxygenic, yang menggunakan senyawa seperti hidrogen sulfida atau mineral seperti besi atau arsenik, bukan air, dan tidak menghasilkan oksigen.

Sebelumnya, para ilmuwan percaya bahwa anoxygenic berevolusi jauh sebelum fotosintesis oksigenik, dan bahwa atmosfer Bumi tidak mengandung oksigen sampai sekitar 2,4 hingga 3 miliar tahun yang lalu. Namun, karya Dr. Cardona menunjukkan bahwa asal-usul fotosintesis oksigenik mungkin sama dengan satu miliar tahun sebelumnya, yang berarti kehidupan yang kompleks akan dapat berevolusi lebih awal juga.

Peneliti ingin mengetahui kapan fotosintesis oksigen berasal. Alih-alih mencoba mendeteksi oksigen di bebatuan purba, yang telah dilakukan sebelumnya, ia melihat jauh ke dalam mesin molekuler yang melakukan fotosintesis - ini adalah enzim kompleks yang disebut fotosistem. Fotosintesis oksigen dan anoxygenic keduanya menggunakan enzim yang disebut Photosystem I. Inti dari enzim terlihat berbeda dalam dua jenis fotosintesis, dan dengan mempelajari berapa lama gen berevolusi menjadi berbeda, Dr. Cardona dapat bekerja ketika fotosintesis oksidatif pertama terjadi.

Ia menemukan bahwa perbedaan gen mungkin telah terjadi lebih dari 3,4 miliar tahun lalu - jauh sebelum oksigen dianggap pertama kali diproduksi di Bumi. Ini juga jauh sebelum Cyanobacteria - mikroba yang dianggap organisme pertama yang menghasilkan oksigen - ada. Ini berarti harus ada pendahulu, seperti bakteri awal, yang sejak itu berevolusi untuk melakukan fotosintesis anoksigenik sebagai gantinya.

"Ini adalah pertama kalinya bahwa ada orang yang mencoba mengatur waktu evolusi fotosistem," kata Dr. Cardona.

"Hasilnya mengisyaratkan kemungkinan bahwa fotosintesis oksigenik, proses yang telah menghasilkan semua oksigen di Bumi, sebenarnya dimulai pada tahap yang sangat awal dalam sejarah evolusi kehidupan - itu membantu menyelesaikan salah satu kontroversi besar dalam biologi hari ini."

Satu penemuan mengejutkan adalah bahwa evolusi fotosistem tidak linear. Fotosistem dikenal berkembang sangat lambat - mereka telah melakukannya sejak Cyanobacteria muncul setidaknya 2,4 miliar tahun yang lalu.

Tetapi ketika Dr. Cardona menggunakan laju evolusi yang lambat untuk menghitung asal fotosintesis, dia menemukan waktu yang lebih tua dari Bumi itu sendiri. Ini berarti fotosistem harus berevolusi lebih cepat di awal - sesuatu yang ditunjukan oleh penelitian baru-baru ini karena planet menjadi lebih panas.

"Masih banyak yang kita tidak tahu mengapa kehidupan seperti ini dan bagaimana proses biologis berasal. Terkadang tebakan kami yang paling terdidik bahkan tidak mendekati apa yang sebenarnya terjadi beberapa waktu yang lalu." kata ilmuwan.

Dr Cardona melaporkan hasilnya dalam sebuah makalah di jurnal Heliyon.


Sumber:
http://www.sci-news.com/biology/oxygenic-photosynthesis-05794.html
Kapan Pertama Kali Fotosintesis Oksigen Terjadi ? Kapan Pertama Kali Fotosintesis Oksigen Terjadi ? Reviewed by Rifqy Yuhana on 17.04 Rating: 5

Tidak ada komentar:

Diberdayakan oleh Blogger.