第11章 光催化,氧气与无名意志(1 / 2)

【看来“视黄醛”种群很快就会接受了神赐的礼物。】

和亚当们接受电磁基因不同,“视黄醛”种群本身拥有还算完善的,由视黄醛支持的光合作用的生产与反应链。

视黄醛和叶绿素毕竟都是利用光照来进行自养,很多结构和蛋白质是共通的。

虽说两个反应的机理根本不同:叶绿素会将水光解为氢原子和氧气,而视黄醛则对应着光合磷酸化过程。

但至少不像电磁基因那样从0到1,不是吗?

程协记录:

【氧气战争三千五百零三十万年,氧气含量0.259%】

【亚当种群中,电磁基因的获取率保持为14%,最高表达率为4.3%,神赐方面暂停了传递电磁基因。】

【而在“视黄醛”种群靠近同位素种群中,叶绿素基因获取率则为81%,最高表达率为44.1%】

【看来他们已经懂得利用叶绿素吸收非绿光波段的光了。】

这只是27万年间发生的事情。

“视黄醛”种群直接把经过500万年艰难演变,还在苦苦追寻的亚当种群和电磁基因远远甩到了身后。

叶绿素基因从某种意义上确实有利可图。

之前就提到,视黄醛用于吸收恒星阳光中光强最高的绿光。

而叶绿素作为后来者,利用绿光以外的波段,因而叶绿素不利用绿光而反射绿光,蓝星上的植物也大多是绿色。

当初阿达瑞尔还未冰封的日子里,光照强度很少会限制种群的发展。

那时候的环境容纳量黑主要由环境中的维生物质和生存空间决定。

但是进入休伦冰期后,阳光在经过厚厚冰层削弱,反射后,光强又再次沿着海水深度逐级递减。

直到接近同位素矿脉的200米范围内,光强就变成环境容纳量决定性的限制量了。

“视黄醛”种群刚接触叶绿素的时候也很“懵逼”:这玩意儿要怎么用?

“视黄醛”种群在偶然获得叶绿素基因后,这些基因的表达有可能穿插到任意过程中去:比如细胞膜上突然嵌入了一个叶绿素,还有叶绿素被当作催化酶使用等等。

毕叶绿素实际执行的是一个光能转化为电能的过程:叶绿素在吸收一个光子后被“激发”,释放出一个电子给受体,受体再把电子传递给次级受体,一层又一层传递着电能。

而视黄醛吸收光能的例子,蓝星上嗜盐菌的紫膜光合磷酸化作用是:视黄醛在获得光能后,它的构象会发生变化,以此不断把质子不断驱赶出蛋白膜外。

就像水泵,视黄醛在吸收了能量之后可以将质子“泵到高处”。

这样,膜的两侧在质子上就存在着势能差,就利用质子“回流”释放的能量,细胞就可以合成ATP了(三磷酸腺苷,生物体内最直接的能量来源)。

简单总结,视黄醛的光合作用过程基本上只有光能—质子势差—ATP三个阶段。

而叶绿素还要求着电能的复杂传递与转化。

因此,这个进化过程依然需要27万年的时间。

在头十万年里,“视黄醛”种群就一直处这样“无序的表达”阶段,去尝试细胞内所有可能合适叶绿素的位置。

10万阿达瑞尔年可等于”视黄醛”古菌的200亿代了。

在阿达瑞尔上,由于休伦冰期的影响,一代”视黄醛”古菌如今大概只有10E19的数目。

而靠近同位素矿脉的”视黄醛”种群数量占整个种群的千分之三。

这样计算下来,一代的数量大约是蓝星上21世纪时人类数目的三万倍。

而一共200亿代,每一代3万倍于人类数目的总和。

自然什么变异都有可能发生,直到发现细胞中对安插叶绿素而言合理的位置。

表现在现世中,在头5万年中,许多叶绿素就被安排到视黄醛相似的位置。

可叶绿素并没有视黄醛吸收光能并将其转化为膜内外质子势能差的能力。

因此在这一步进化中,叶绿素只是单纯占据了本应该是视黄醛分子的位置,而没有发挥任何作用。

当然,也有的遗传链选择在细胞膜上保留叶绿素,或者在细胞质中保留叶绿素。

但最终把叶绿素安排在视黄醛分子的位置似乎是最合适的:神赐予以“视黄醛”种群的378版叶绿素基因中,本身就把叶绿素和趋光基因绑定在了一起。

因此,在视黄醛分子的位置保留叶绿素的做法渐渐在整个近同位素种群中占了上风。

反正在阿达瑞尔海洋的这个深度,质子膜结构的视黄醛的数量本身就超过了古菌能得到的光照量,细胞还算有冗余空间来安排无用的蛋白质的。

有时候进化就是这么“反达尔文”。

而直到大约10万年时,叶绿素的才终于开始发挥他的作用。

这一年,偶然在某一遗传链中,出现了叶绿素光解水的变异。

可结果却很糟糕。

叶绿素光合作用区别于视黄醛的最大特点就是叶绿素是放氧的。

可”视黄醛”种群虽然有抗氧系统,但那是为了外源性的氧气“设计”的,是为了氧气含量0.259%的环境设计的。

也就是说他们大部分的防氧化措施都在细胞膜上。

结果叶绿素直接当了“内鬼”。

在毫无防备的情况下,叶绿素的光解从”视黄醛”种群细胞的内部释放氧气。

而后果就像之前提到的那样,细胞内的蛋白质螯合的金属元素遭到氧化,大量蛋白质变性失去作用。

这对古菌来说就是死亡。

于是承载光解作用的那条遗传链,在享受了短暂的叶绿素吸收非绿光带来的能量福利后,立刻就被从内而外的氧气的氧化作用干掉了。

按理说,从繁荣到毁灭这么短暂的时间,”视黄醛”中叶绿素光解水的基因应该就此消亡。

可谁知,这一基因刚被死亡的细胞释放到海洋中,立刻就被另一个遗传链捡了过来。

程协因此怀疑这群”视黄醛”种群是不是有自己没法理解的,能从外界攫取基因片段的蛋白。

无论是叶绿素还是光催化蛋白,他们看起来都很能接受外源性的基因。

吸收之后就方便多了,毕竟光催化基因直接来源于”视黄醛”种群自身的进化。

和来自于神赐的吉奥尔戈斯种群的叶绿素基因相比,接受光催化基因可要方便多了。

当然,结果还是免不了在短暂地享受高效的光能吸收后,接盘手立刻被内源的氧气氧化干掉。

结果这些细胞死亡后,他们释放的光解水基因又被另一个遗传链传递了下去。

干掉了之后又传递了下去。

干掉了之后又传递了下去……

程协就这么惊讶地观察着像毒品一样被传递的光解水基因。

在长期观察神赐的行动的训练中,程协现在已经能稍微集中精力观察这种发生得很快,以十年计算单位的激烈的进化过程。

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