Syrgas tidigt i jordens biosfär

Det anses allmänt att luften började berikas med syrgas för ungefär 2,4 miljarder år sedan på grund av cyanobakteriers fotosyntes. Men det förefaller som om det funnits syrgasbildande cyanobakterier tidigare. Man har förklarat den långa tid det tog för dem att åstadkomma syrgas i atmosfären med att det fanns en del reduktionsmedel att oxidera först, t.ex. tvåvärt järn. I en artikel i tidskriften Nature Ecology and Evolution lanserar nu Jagoda Jabłońska och Dan S. Tawfik vid Weizmann Institute of Science i Israel teorin, att det redan för 3,1 miljarder år sedan fanns syrgas, om än inte överallt i luft och vatten, dock i levande organismers närmiljö. De baserar sin åsikt på, att det redan fanns enzym som utnyttjade molekylärt syre, O2, i reaktioner de katalyserade. Man har kommit fram till denna åsikt genom att jämföra gener hos olika mikroorganismer och kalibrera förändringshastigheten mot den tid som förflutit sedan bakterier specialiserade för liv i havet skildes från bakterier specialiserade för liv på land. Tidpunkten för denna evolutionära situation bygger dock på grunder som ännu får anses vara rätt osäkra.

Det ansågs länge, att den syrgasutvecklande fotosyntesen, som kräver två fotokemiska system (ljusdrivna reaktioner) kopplade i serie, och dessutom ett speciellt vattenoxiderande enzym, måste ha utvecklats senare än enklare fotosyntes med bara ett fotokemiskt system. En motsatt uppfattning har nyligen fått stöd genom molekylärbiologisk släktskapsdatering (Jabłońska & Tawfik 2021, Oliver m.fl. 2021). De typer av fotosyntes som inte utvecklar syrgas, och som förekommer hos olika bakterier, är enligt denna åsikt senare förenklingar av syreutvecklande fotosyntes.