不产氧光合作用与地球大气氧化的延迟
地球与行星天体物理
2019-07-31 v1
摘要
产氧光合作用的出现创造了一个新的生态位，具有改变地球生物圈能量流动的巨大潜力。然而，更原始的光合作用形式——利用来自 Fe(II) 和 H2 等还原物种而非水的电子将 CO2 固定为生物质——本会与地球早期的产氧生物圈竞争必需营养物。在此，我们结合实验微生物学、基因组分析和地球系统建模，证明在海洋内部富含 Fe(II) 时，产氧光养生物与 Fe(II) 氧化不产氧光合生物（光铁养生物）在表层海洋中对光和营养的竞争会转化为全球光合 O2 释放的减少。这些结果为地球早期历史中抑制大气氧合提供了一种简单的生态生理机制。我们还发现了耦合的 C-P-O-Fe 循环中的一种新型正反馈，随着大气 pO2 上升清除深海中铁二价底物以进行光铁养作用，该反馈可导致行星氧合的失控。
引用
@article{arxiv.1907.13001,
title = {Anoxygenic photosynthesis and the delayed oxygenation of Earth's atmosphere},
author = {Kazumi Ozaki and Katharine J. Thompson and Rachel L. Simister and Sean A. Crowe and Christopher T. Reinhard},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.13001},
year = {2019}
}
备注
Accepted to Nature Communications; Final article and Supplementary Information available at https://www.nature.com/articles/s41467-019-10872-z