Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Происхождение хлорофилльного фотосинтеза  (Прочитано 1470 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн MenFrame

  • *****
  • Сообщений: 2 722
  • Рейтинг: +75/-16
  • Мне нравится этот форум!
    • Show only replies by MenFrame
Да, кислород штука весьма токсичная,
Именно поэтому, не кто его использовать не будет пока выбора не останется. То есть пока доступное железо и марганец в осадок не выпадут в виде окислов.
Похоже, что так.
Пока вообще не видно причин в пользу этого.

Оффлайн Klapaucius

  • *****
  • Сообщений: 8 720
  • Рейтинг: +125/-3
  • Илья
    • Show only replies by Klapaucius
Ну так на этом сайте периодически постят ссылки на достаточно специализированные статьи, опубликованные в серьёзных научных журналах, которые тоже далеко не все без специальной подготовки могут осмыслить. Или для раздела "Вселенная, жизнь, разум" особые правила?
В основном по астрономической тематике, часто неразрывно связанной с физикой. В "Горизонтах" на физику больше упор был, но тот раздел засох - и "буйных" мало стало, и с модераторской стороны (пожалуй позже и не так влияет) перемены.
Впрочем конкретно в этом случае по-моему дело проще, и от OratorFree был всего лишь дружеский упрёк лично Вам.

А я, как дилетант, могу только заметить, что небольшое популярное изложение сути работы было бы интересным.

Если совсем коротко, то:
- кислородный фотосинтез появился одним из первых;
Я до сих пор даже не знал что есть другие.
Цитата
- горизонтальный перенос генов играет в макроэволюции отнюдь не вспомогательную, а одну из ведущих ролей;
Вот это вряд ли. Точнее может быть, но в "нашем" случае скорее нечто вроде конвергентной эволюции, похожие проблемы вызывают похожие решения, а перенос генов вирусами или ещё как-то (например через поедание) - малоизученное явление, которое в раньшие времена может и было даже более значимым чем когда организмы окрепли от вирусов, но тем труднее пока-что доказать.

Цитата
- если что-то выглядит простым, а что-то гораздо более сложным, то это ещё не значит, что первое появилось раньше второго;
Ну по этому моменту вряд ли у кого-то будут возражения.
Цитата
- один из основных залогов успешной прогрессивной эволюции - переход от узкоспециализированных решений к набору простых универсальных блоков с единым интерфейсом (типа деталей конструктора Лего), из которых потом можно при необходимости собрать почти всё, что угодно.
Тут мысль до конца не понял. Если с мощным параллельным переносом генов - то наверное да (но я в это не верю особо). Плюс человек (ну или кошка) может превратиться обратно в нечто вроде рыбы (дельфины же смогли) используя "память предков" (не сомневаюсь что водные млекопитающие и динозавры её использовали, и конвергентная эволюция в этих случаях не "чистая"), но такие выверты довольно редки.

Онлайн CombinatorАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 2 049
  • Рейтинг: +47/-0
    • Show only replies by Combinator
Именно поэтому, не кто его использовать не будет пока выбора не останется. То есть пока доступное железо и марганец в осадок не выпадут в виде окислов.

А его никто и не использует при фотосинтезе. Кислород, это лишь его побочный продукт, так сказать "отбросы".

Пока вообще не видно причин в пользу этого.

Это, имхо, не причина, а следствие того, что первые фотосистемы работали на нитрите. Если потянуть за определённую ниточку, то это обычно приводит к вполне определённому результату.


« Последнее редактирование: 11 Окт 2019 [02:27:44] от Combinator »

Онлайн CombinatorАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 2 049
  • Рейтинг: +47/-0
    • Show only replies by Combinator
Вот это вряд ли. Точнее может быть, но в "нашем" случае скорее нечто вроде конвергентной эволюции, похожие проблемы вызывают похожие решения, а перенос генов вирусами или ещё как-то (например через поедание) - малоизученное явление, которое в раньшие времена может и было даже более значимым чем когда организмы окрепли от вирусов, но тем труднее пока-что доказать.

У вирусов есть вполне определённые генетические маркеры, которые часто оставляют след в геномах заражённых ими бактерий на миллиарды лет ("ничто на Земле не проходит бесследно (с)").

Тут мысль до конца не понял. Если с мощным параллельным переносом генов - то наверное да (но я в это не верю особо). Плюс человек (ну или кошка) может превратиться обратно в нечто вроде рыбы (дельфины же смогли) используя "память предков" (не сомневаюсь что водные млекопитающие и динозавры её использовали, и конвергентная эволюция в этих случаях не "чистая"), но такие выверты довольно редки.

Чем глубже я погружаюсь в проблему, тем больше убеждаюсь, что начиная с определённого уровня сложности без горизонтального переноса дальнейшая прогрессивная эволюция невозможна. Как во Всемирной истории замкнувшиеся в себе цивилизации в лучшем случае оставнавливаются в развитии, а в худшем случае - деградируют, так и не принимающие новую информацию через горизонтальный перенос организмы обречены на вымирание.

К слову, дельфины отнюдь не превратились обратно "в нечто вроде рыбы", в частности, у них не регенерировались жабры, именно поэтому, в отличии от рыб, они вынуждены периодически всплывать на поверхность, что бы глотнуть атмосферного воздуха...

Оффлайн mbrane

  • *****
  • Сообщений: 7 366
  • Рейтинг: +106/-40
  • Мне нравится этот форум!
    • Show only replies by mbrane
Вот это вряд ли. Точнее может быть, но в "нашем" случае скорее нечто вроде конвергентной эволюции, похожие проблемы вызывают похожие решения, а перенос генов вирусами или ещё как-то (например через поедание) - малоизученное явление, которое в раньшие времена может и было даже более значимым чем когда организмы окрепли от вирусов, но тем труднее пока-что доказать.
срели кого малоизученное - среди школьников 3 класса - дык вы и о бескислородном фотосинтезе только что узнали, и тут же начинаются оценочные суждения о правдоподобности механизмов  молекулярной эволюции... Попробуйте найти слова в гугеле конъюгация и плазмиды

Оффлайн MenFrame

  • *****
  • Сообщений: 2 722
  • Рейтинг: +75/-16
  • Мне нравится этот форум!
    • Show only replies by MenFrame
Кислород, это лишь его побочный продукт, так сказать "отбросы".
Кислород(молекула), это в первую очередь форма относительно безопасного способа вывода, этих отбросов. Так что бы они клетку не убили. При этом вывод кислорода в виде окислов железа, марганца  проще, безопасней и энергетически менее затратно.
Это, имхо, не причина, а следствие того, что первые фотосистемы работали на нитрите.
Какие первые фотосистемы? Которые в колыбели жизни появились, в грязевых котлах?

Оффлайн Rattus

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 8 992
  • Рейтинг: +297/-56
  • ФыбырдыкЪ! We are Orz!
    • Show only replies by Rattus
К слову, дельфины отнюдь не превратились обратно "в нечто вроде рыбы", в частности, у них не регенерировались жабры, именно поэтому, в отличии от рыб, они вынуждены периодически всплывать на поверхность, что бы глотнуть атмосферного воздуха...
Прежде всего потому, что лёгкие гораздо эффективнее жабр даже не смотря на эту необходимость - элементарно потому что в атмосфере содержание кислорода гораздо больше - в воде он весьма малорастворим.
Теплокровный организм от жабр на Земле запитать вряд ли вообще возможно. Разве что только мозг: вполне вероятно, что манты - это вершина эволюции в этом плане.
Ннапыльн%х тpапинкахъ далиокихъ плонеттъ астануцца нашшы погадкиъ! (ЙожЪ)
Скоро у людей закончится космос. (Теоремы Пафнуция)
Я брала города, я стану - еда! (Серебряная Свадьба - "Пищевая цепочка")

Онлайн CombinatorАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 2 049
  • Рейтинг: +47/-0
    • Show only replies by Combinator
Кислород(молекула), это в первую очередь форма относительно безопасного способа вывода, этих отбросов. Так что бы они клетку не убили.

Если рассуждать с этой точки зрения, гораздо безопаснее было бы сразу (до вывода) восстанавливать его до воды

При этом вывод кислорода в виде окислов железа, марганца  проще, безопасней и энергетически менее затратно.

Хм, Вы знаете хоть одного фотосинтетика, который выводит его в таком виде? Я - нет.

Какие первые фотосистемы? Которые в колыбели жизни появились, в грязевых котлах?

Нет, хлорофилльный синтез появился гораздо позже.

Онлайн CombinatorАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 2 049
  • Рейтинг: +47/-0
    • Show only replies by Combinator
Прежде всего потому, что лёгкие гораздо эффективнее жабр даже не смотря на эту необходимость - элементарно потому что в атмосфере содержание кислорода гораздо больше - в воде он весьма малорастворим.
Теплокровный организм от жабр на Земле запитать вряд ли вообще возможно. Разве что только мозг: вполне вероятно, что манты - это вершина эволюции в этом плане.

Вопрос, на самом деле, дискуссионный. Например, некоторые семейства акул теплокровны. Но, в любом случае, у дельфинов, насколько я знаю, всё другое, никакого "воспоминания" образа жизни предков при возвращении в водную среду не произошло.

Оффлайн MenFrame

  • *****
  • Сообщений: 2 722
  • Рейтинг: +75/-16
  • Мне нравится этот форум!
    • Show only replies by MenFrame
гораздо безопаснее было бы сразу (до вывода) восстанавливать его до воды
Из воды вы можете восстановить только OH или атомарный кислород, и то и другое сильные окислители.
Вы знаете хоть одного фотосинтетика, который выводит его в таком виде? Я - нет.
Потому что сейчас нет, свободного железа в вводе в достаточном количестве в отличии от древней земли. Но когда то было, и деятельность древних фотосинтетиков оставила отложения окислов железа с явными дневными и годовыми колебаниями.
Нет, хлорофилльный синтез появился гораздо позже.
Так о каких таких фотосистемах(работающих на нитриде) речь идет? Они сугубо в воображения автора существуют, или как?

Онлайн CombinatorАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 2 049
  • Рейтинг: +47/-0
    • Show only replies by Combinator
Из воды вы можете восстановить только OH или атомарный кислород, и то и другое сильные окислители.

Что-то Вы, по моему, немного запутались. O и OH это продукты окисления воды, а не её восстановления.

Потому что сейчас нет, свободного железа в вводе в достаточном количестве в отличии от древней земли. Но когда то было, и деятельность древних фотосинтетиков оставила отложения окислов железа с явными дневными и годовыми колебаниями.

Только вот никто точно не знает, что это были за фотосинтетики. Например, есть мнение, что это результат окисления Fe2+ молекулярным кислородом, который в районе цианобактениальных матов выделялся цианобактериями.

Так о каких таких фотосистемах(работающих на нитриде) речь идет? Они сугубо в воображения автора существуют, или как?

Я извиняюсь, Вы саму статью то прочитали? На нитрите могут работать, например, некоторые пурпурные бактерии.

Оффлайн MenFrame

  • *****
  • Сообщений: 2 722
  • Рейтинг: +75/-16
  • Мне нравится этот форум!
    • Show only replies by MenFrame
Что-то Вы, по моему, немного запутались. O и OH это продукты окисления воды,
Нет, это продукты восстановления водорода из воды.
Например, есть мнение, что это результат окисления Fe2+ молекулярным кислородом, который в районе цианобактениальных матов выделялся цианобактериями.
Нет, в отложениях явно видна периодичность. Растворенный кислород в воде, такой периодичность не даст. Потому отложения, разных типов фотосинтетиков, очень хорошо различаются. Потому по геологическим отложениям явно видно что, сначала был железный, за ним марганцевый и только потом кислородный фотосинтезы.
На нитрите могут работать, например, некоторые пурпурные бактерии.
Ссылочку можно на нитридный фотосинтез?

Онлайн CombinatorАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 2 049
  • Рейтинг: +47/-0
    • Show only replies by Combinator
Нет, это продукты восстановления водорода из воды.

Естественно, если что-то окисляется, то что-то при этом и восстанавливается, но в химии как-то принято называть реакции по более сложным молекулам. Например, обычно говорят о реакции окислении сероводорода до серы, а не о реакции восстановления водорода из сероводорода, ну ладно, в принципе, это дело вкуса.

Нет, в отложениях явно видна периодичность. Растворенный кислород в воде, такой периодичность не даст.

В восстановительной среде как только ночью, например, прекратится выделение кислорода, он сразу же будет быстро поглащён.

Потому отложения, разных типов фотосинтетиков, очень хорошо различаются. Потому по геологическим отложениям явно видно что, сначала был железный, за ним марганцевый и только потом кислородный фотосинтезы.

Кому видно? У учёных в настоящее время единого мнения по этому вопросу нет.

Ссылочку можно на нитридный фотосинтез?

https://pdfs.semanticscholar.org/aa1a/ccd25ab0944db674f35b6b4ae8a146d8fcea.pdf
https://www.microbiologyresearch.org/content/journal/micro/10.1099/mic.0.036004-0

Оффлайн MenFrame

  • *****
  • Сообщений: 2 722
  • Рейтинг: +75/-16
  • Мне нравится этот форум!
    • Show only replies by MenFrame
В восстановительной среде как только ночью, например, прекратится выделение кислорода, он сразу же будет быстро поглащён.
Очень сомневаюсь. Молекулярный кислород не такой интенсивный окислитель, о чем свидетельствует наличие кислородной атмосферы, и огромного количества неокисленой органики.

У учёных в настоящее время единого мнения по этому вопросу нет.
Я уже давал ссылку на статью Маркова. Там куча аргументов в пользу того, что оксигенному фотосинтезу предшествовал марганцевый.

Цитата
Вывод о позднем появлении кислородного фотосинтеза согласуется с геохимическими данными, свидетельствующими о существовании 2,415 млрд лет назад фотосинтезирующих организмов, окислявших марганец (J. E. Johnson et al., 2013. Manganese-oxidizing photosynthesis before the rise of cyanobacteria). Марганцевый фотосинтез считается непосредственным эволюционным предшественником оксигенного. Напоминанием об этом этапе эволюции является водоокисляющий марганцевый кластер фотосистемы II (см. главу 16 книги Михаила Никитина «Происхождение жизни. От туманности до клетки»). Возможно, марганцевым фотосинтезом занимались базальные Oxyphotobacteria.

Оффлайн николай теллалов

  • *****
  • Сообщений: 7 507
  • Рейтинг: +254/-12
    • Show only replies by николай теллалов
    • блог
дельфины же смогли
нет, не смогли
млекопитающими так и остались, рецидив жабр не получился
Добившись свободы, стремимся к совершенству

https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,17716.msg4385893.html#msg4385893

Оффлайн Андрей Астрофизический

  • *****
  • Сообщений: 4 219
  • Рейтинг: +201/-27
  • Неисправимый мечтатель
    • Show only replies by Андрей Астрофизический
Цитата
нитридный фотосинтез
Нитриды и нитриты - вообще-то совершенно разные соединения.
3D карта галактики (скоро 2.0)
Мне известно достаточно, чтобы утверждать - я почти ничего не знаю.
Самые смешные юмористические истории получаются у тех, кто пытался предсказывать будущее.

Оффлайн mbrane

  • *****
  • Сообщений: 7 366
  • Рейтинг: +106/-40
  • Мне нравится этот форум!
    • Show only replies by mbrane
При этом вывод кислорода в виде окислов железа, марганца  проще, безопасней и энергетически менее затратно.
не подскажите механизм экреции твердых веществ из живой клетки? ибо и гидрогетит, и гематит, и приролюзит - трвердые вещества - некотрые еще и в форме кристаллов...
Если рассуждать с этой точки зрения, гораздо безопаснее было бы сразу (до вывода) восстанавливать его до воды
а протоны где брать  для восстановления?
Из воды вы можете восстановить только OH или атомарный кислород, и то и другое сильные окислители.
окмилители из воды восттановить нельзя...воду можно окислить либо до кислорода , либо до перекиси (ну да интермедиаты могут быть разные и оксид ион, и гироксил радикал, может даже синглетный кислород - но время их жизни незначительное), либо восстновить до гидрокид-иона
Но когда то было, и деятельность древних фотосинтетиков оставила отложения окислов железа с явными дневными и годовыми колебаниями.
это не мешает окислению океану быть сопряженным процессу фотосинтезу ...а именно маты выделяют кислород - килород хоть и плохо но расстворяется в воде, и окисляет железо (II) до железа (III) -последнее высаживается на дно в виде гидрогетита, или магнетита (на ранних стадиях пока редокс достаточно низкий) , связывая кислород... а вот с серой - сероводородом, сульфатами - проблем с экскрецией нет...
Нет, в отложениях явно видна периодичность. Растворенный кислород в воде, такой периодичность не даст.
почему не даст ...солнце вышло - фотоситез начался - концентрация кислорода начала расти, железо стало выпадать в осадок...солнце зашло все потихоньку остановилось... тоже самое и с сезоеными ритмами.
Очень сомневаюсь. Молекулярный кислород не такой интенсивный окислитель, о чем свидетельствует наличие кислородной атмосферы, и огромного количества неокисленой органики.
вы камерад несколько пуатете силу окислителя  -ОВП и кинетику...Окислительный потенциал у кислорода высок  - 2,3 В - поэтому он  окисляет все до чего может дотянуться - окромя фтора...Вопрос нумер 2 ...А с какой скоростью он это делает - ну да скорость не всегда высока ибо он типично находится в триплетном уровне (по одному электрону на двух орбиталях), - пару электронов (из какого-нибудь устройчивого с полностью заполнеными орбиталями метана) на свободную орбиталь захватить не может, а следующий уровень сильно отдален - нужна высокая энергия активация - 1-1.5 эВ (при том что энергия теплового движения 3/2кТ=38 мэВ - в 25 раз меньше)
http://www.chem.msu.su/rus/teaching/spiridonov/2.html
тем не менее его концентрация имеет периодический характер...а скорость химических процессов в растворе пропорциональна  концентрации...
что оксигенному фотосинтезу предшествовал марганцевый.
и опять тоте вопрос как пиролюзит, или даже оксид трехвалентного марганца выводить наружу...придумайте механизм..
« Последнее редактирование: 11 Окт 2019 [12:07:48] от mbrane »

Онлайн CombinatorАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 2 049
  • Рейтинг: +47/-0
    • Show only replies by Combinator
Очень сомневаюсь. Молекулярный кислород не такой интенсивный окислитель, о чем свидетельствует наличие кислородной атмосферы, и огромного количества неокисленой органики.

Очень многое зависит от наличия сильных восстановителей, а в Архее с ними как раз проблем не было.

Я уже давал ссылку на статью Маркова. Там куча аргументов в пользу того, что оксигенному фотосинтезу предшествовал марганцевый.

Цитата
Вывод о позднем появлении кислородного фотосинтеза согласуется с геохимическими данными, свидетельствующими о существовании 2,415 млрд лет назад фотосинтезирующих организмов, окислявших марганец (J. E. Johnson et al., 2013. Manganese-oxidizing photosynthesis before the rise of cyanobacteria). Марганцевый фотосинтез считается непосредственным эволюционным предшественником оксигенного. Напоминанием об этом этапе эволюции является водоокисляющий марганцевый кластер фотосистемы II (см. главу 16 книги Михаила Никитина «Происхождение жизни. От туманности до клетки»). Возможно, марганцевым фотосинтезом занимались базальные Oxyphotobacteria.

В данной статье изложена одна из точек зрения, и А.Марков с ней согласен. Но есть и другая точка зрения, некоторые ссылки на мнение её авторов я в своё время запостил на тех же "Элементах" в комментариях к обсуждаемой статье.
Уже после данной дискуссии появилась ещё одна работа большого коллектива авторов, у которых получается, что цианобактерии отделись от основного дерева задолого до скачка кислорода, ещё 3.25 млд. лет назад - "Integrated genomic and fossil evidence illuminates life’s early evolution and eukaryote origins": https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6152910/#SD2

А вот что они пишут по поводу геологических свидетельств:
==================================
Cyanobacteria are the only living group of organisms that have evolved oxygenic photosynthesis. Proposed records of cyanobacteria from ancient rocks include Banded Ironstone Formations (BIFs), stromatolites, biomarkers, and a number of isotope systems. BIFs, which are found among the oldest sedimentary rocks, including protoliths of the 3.8 Ga Itsaq Gneiss, show a reduction of ferrous iron which has been claimed to occur due to cyanobacterial effects. However, arguments have been presented for the production of BIFs via abiogenic ultra-violet induced photolysis and anoxygenic bacterial photosynthesis. Early stromatolites are not sufficient evidence as they are not all biogenic and they don’t necessarily require cyanobacteria for formation. The best indicator of free oxygen at levels incompatible with photolysis, is from isotopes. These are a good proxy for oxygen because many elements are very sensitive to oxidative weathering. Prior to the Great Oxygenation Event, oxygen records in the form of isotopes extend back to 3.25 Gyr. The authors report stable Fe and U-Th-Pb isotopes from the Manzimnyama BIF in the Fig Tree Group, Barberton, South Africa, which indicate a level of free oxygen indicative of cyanobacterial activity. They also find that there is a stratification in oxygen levels at the site, showing an oxygenated shallow water layer and an anoxic deeper water. They argue that this is what we would expect to see in areas where there is some cyanobacterial activity. It is possible that oxygen was being produced in smaller quantities prior to the GOE and that these pockets of oxygen could be concentrated in an otherwise anoxic water column. Other evidence for oxygenation from within this sequence comes from the Moodies group which lies immediately above the Fig Tree Group at Barberton. This has macroscopic tufted microbial mats, that are thought to grow upwards towards a source of light, and in modern examples are made mostly of cyanobacteria. Additionally, this evidence for oxygenation is not isolated as numerous other lines of evidence, based mainly upon redox sensitive elements and other isotopes, now support the appearance of pre-GOE oxygen being produced by cyanobacteria.
« Последнее редактирование: 11 Окт 2019 [11:48:30] от Combinator »

Онлайн CombinatorАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 2 049
  • Рейтинг: +47/-0
    • Show only replies by Combinator
а протоны где брать  для восстановления?

Как и при аэробном дыхании - из цитоплазмы.

Оффлайн mbrane

  • *****
  • Сообщений: 7 366
  • Рейтинг: +106/-40
  • Мне нравится этот форум!
    • Show only replies by mbrane
а протоны где брать  для восстановления?

Как и при аэробном дыхании - из цитоплазмы.
а в цитоплазме они откуда возьмутся?