نيو برونزويك ، نيوجيرسي (28 يونيو 2021) - تلقي دراسة بقيادة روتجرز ضوءًا جديدًا على تطور التمثيل الضوئي في النباتات والطحالب ، مما قد يساعد في تحسين إنتاج المحاصيل.

يظهر الورق في المجلة Phytologist جديدة.

قام العلماء بمراجعة الأبحاث حول الأميبا الضوئية باولينيلا، وهو نموذج لاستكشاف سؤال أساسي حول تطور حقيقيات النوى: لماذا كان هناك أصل واحد للطحالب والنباتات؟ هذا هو ، لماذا لم تنشأ عملية التمثيل الضوئي عن طريق التعايش الداخلي البلاستيد الأولي عدة مرات في شجرة الحياة؟

التمثيل الضوئي هو العملية التي تستخدم من خلالها النباتات والكائنات الحية الأخرى ضوء الشمس لتخليق الأطعمة من ثاني أكسيد الكربون والماء ، مما يولد الأكسجين كمنتج ثانوي.

التعايش الداخلي هو علاقة بين كائنين حيث توجد خلية واحدة داخل الأخرى. هذا التفاعل ، عندما يكون مستقرًا ومفيدًا للخلية "المضيفة" ، يمكن أن يؤدي إلى ابتكار جيني ضخم. على الرغم من دوره التطوري الحاسم ، إلا أن هناك معرفة محدودة حول كيفية إنشاء التعايش الداخلي في البداية.

التعايش الداخلي للبلاستيد الأولي ، الذي نشأ منذ حوالي 1.5 مليار سنة ، هو العملية التي تقوم فيها حقيقيات النوى - وهي كائنات حية مثل النباتات والطحالب التي تحتوي خلاياها على نواة مرتبطة بالغشاء وأعضاء دقيقة تسمى العضيات - بابتلاع بدائيات النوى ، وهي كائنات حية مثل كبكتيريا تفتقر إلى نواة محاطة بغشاء. البلاستيد عبارة عن عضية مرتبطة بالغشاء داخل خلايا النباتات والطحالب.

قال كبير المؤلفين ديباشيش بهاتاشاريا ، الأستاذ المتميز في قسم الكيمياء الحيوية والأحياء الدقيقة في جامعة روتجرز - نيو برونزويك: "اتضح أن التمثيل الضوئي يؤدي إلى مخاطر هائلة لأنه ينتج مواد كيميائية ضارة وحرارة كمنتجات ثانوية يمكن أن تلحق الضرر بالخلية المضيفة". "لذلك ، فإن تكوين عضية جديدة هي عملية معقدة للغاية تجعلها نادرة بشكل عابر في التطور. باولينيلا، وهي الحالة الوحيدة المعروفة لتعايش جواني أولي مستقل من البلاستيدات بخلاف الطحالب والنباتات ، تقدم العديد من الأدلة على هذه العملية التي تساعد في تفسير سبب ندرة حدوثها. "

غيّر أصل التمثيل الضوئي في الطحالب والنباتات كوكبنا من خلال توفير مصدر رئيسي للأكسجين ودعم العديد من النظم البيئية ، بسبب إنتاجها الأساسي ، من الكربون الثابت (السكريات والدهون). إن فهم كيفية حدوث هذه العملية الحاسمة سيساعدنا على الأرجح على هندستها في أنظمة اصطناعية بالإضافة إلى تحسين إنتاج المحاصيل.

"لان باولينيلا هو أصل مستقل لعملية التمثيل الضوئي ، فهو يوفر أدلة رئيسية لكيفية حدوث هذه العملية والتكاليف التي تفرضها على الخلية المضيفة ، "كما قال المؤلف الرئيسي تيموثي جي ستيفنز ، باحث ما بعد الدكتوراه في روتجرز. "جينوم باولينيلا يحتوي على العديد من الجينات المطورة بشكل مستقل والمشتركة في عملية التمثيل الضوئي ، ويمكن أن يساعد التعامل مع الضغوط المرتبطة التي يمكن أن تتم هندستها في الطحالب والنباتات على تحسين قدرتها على تحمل الضغوط مثل مستويات الضوء العالية أو إجهاد الملح

# # #

تم شرح النتائج في مقطعي فيديو:

• الشبكي: //شبكة الاتصالات العالمية.يوتيوب.كوم /مشاهدة؟ v =Pbosfj1oV6I
• الشبكي: //شبكة الاتصالات العالمية.يوتيوب.كوم /مشاهدة؟ v =nJ9ApL9Mq6w & t =3s

شملت الدراسة باحثين من معهد كارنيجي.

المقابلات الإذاعية: تمتلك جامعة روتجرز استوديوهات تلفزيونية وإذاعية بجودة البث متاحة للمقابلات المباشرة أو المسجلة عن بُعد مع خبراء روتجرز. لمزيد من المعلومات ، اتصل بـ John Cramer على [البريد الإلكتروني محمي]

حول روتجيرز - نيو برونزويك

جامعة روتجرز - نيو برونزويك هي المكان الذي بدأت فيه جامعة ولاية نيوجيرسي روتجرز منذ أكثر من 250 عامًا. تم تصنيف جامعة روتجرز ضمن أفضل 60 جامعة في العالم ، وهي مؤسسة بحثية عامة رائدة وعضو في رابطة الجامعات الأمريكية المرموقة. لديها هيئة تدريس مشهود لها دوليًا ، و 12 مدرسة تمنح درجة علمية وهيئة الطلاب الأكثر تنوعًا في مؤتمر Big Ten.

أفلاطون. Web3 مُعاد تصوره. تضخيم ذكاء البيانات.

انقر هنا للوصول.

المصدر: https://bioengineer.org/new-study-sheds-light-on-evolution-of-photosynthesis/