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叶绿素,让固着在硫化氢与铁附近的细菌可以制造糖。
不过至此我们还是没有解决最重要的问题:这两套系统如何在蓝细菌内组合形成Z型反应,然后开始拆解水分子?
最简单的答案是:我们还不知道。
可以用很多方法来寻找答案,不巧的是目前为止都还没有成功。
比如说,我们可以系统地比对所有细菌体内光合作用的基因差异,建立一套细菌的基因谱系,了解它们与共祖分家的时间。
可惜因为细菌的生活方式——它们的**,我们做不出这个谱系。
细菌的**和我们的不一样,我们的基因只遗传给下一代,因此可以建立出一套有秩序的谱系图。
但是细菌会任意挥霍散布自己的基因,完全无视遗传学家的努力。
因此,细菌的基因谱系像一张网而不是一棵树,有些细菌的基因会出现在另一群毫不相干的细菌身上。
换句话说,我们并没有确切的遗传学证据,证明两套光系统在何时组合起来形成Z型反应。
但这也不是说我们就技穷了。
科学假设最大的价值就在于,你可以让想象飞驰,由新的角度切入,用新的实验去验证,它们会告诉你假设正确与否。
这里就有一个很好的点子,由伦敦大学玛丽皇后学院一位极富创意的生化学教授约翰·艾伦(JohnAllen)提出。
艾伦毫无疑问极为出众,我连续三本书都写过他,每本书里都有他与众不同的开创性想法。
就像所有伟大的想法一样,该想法也穿透层层复杂现象直捣事物核心。
虽然它不见得正确——毕竟科学上许多伟大的想法也被证明是错的。
但就算如此,它还是可以告诉我们某种可能,并据此设计实验,最终指引科学家走向正确的方向。
它既给我们洞察力也给我们灵感。
那如果热泉死了,或洋流变化导致环境发生长期变化,细菌该怎么办?它们现在就必须长时间依赖光系统Ⅱ的电子回路生存。
但是这有个潜在的问题,那就是电子回路很有可能被环境中的电子截断,尽管在缺乏电子的地方发生截断的可能性很小。
电子回路有点像小孩玩的击鼓传花,电子传递链里的分子或者带一个电子,或者什么都没有,就像游戏中围成一圈的小孩,在音乐停止时,手上要么有彩球,要么没有。
但是假设现在有一个捣蛋的老师手上拿了一堆彩球,不停地把球传给小孩。
到最后每个小孩手上都会有一只球,那就没有人可以把球传给下一个人,整个游戏就会在众人面面相觑的情况下停止。
光系统Ⅱ也会遇到类似的问题,会随着阳光一起出现,特别是在早期大气中还没有臭氧层时,紫外线更容易穿透海水。
紫外线不只会劈开水分子,也会把电子从溶在海水里的金属或矿物质中劈出,首当其冲的就是锰和铁。
于是造成和击鼓传花游戏一样的问题,环境中的电子嵌入了细菌的电子回路。
现代的海洋中铁和锰的浓度都不高,因为现在的海洋已经被完全氧化。
但是在古老的年代这两者含量都非常丰富。
以锰为例,现在它们以圆锥状的“锰结核”
形式广泛分布在海底,是金属慢慢在类似鲨鱼牙齿(鲨鱼牙齿是能承受海洋底部巨大压力的为数不多的生物物质之一)之类的物体周围,沉淀生长了数百万年之后的成果。
据估计现今广布在海底的富锰结核,总重可能有1万亿吨,这是个巨大但经济效益不高的矿藏。
经济价值比较高的锰矿,比如南非卡拉哈里锰场(这里有135亿吨),也是24亿年前从海里沉淀出来的。
也就是说,海洋曾经充满了锰。
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