Carbon isotope evidence for the global physiology of Proterozoic cyanobacteria.
Carbon isotope evidence for the global physiology of Proterozoic cyanobacteria.
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DOI：
10.1126/sciadv.abc8998
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发表时间：
2021-01
期刊：
影响因子：
13.6
通讯作者：
Cameron JC
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hurley SJ;Wing BA;Jasper CE;Hill NC;Cameron JC
碳氧体的进化是由于氧气的上升，而不是二氧化碳的下降，使南极蓝细菌在地球的中年时期蓬勃发展。祖先蓝藻被认为是主要的初级生产者后，大氧化事件[2.4至2.0亿年（Ga）前]，但碳同位素分馏现存的海洋蓝藻（α-蓝藻）是不一致的同位素记录的碳固定初级生产者在中元古代（1.8至1.0 Ga前）。为了解决这一分歧，我们量化了碳同位素分馏的野生型嗜热β-蓝藻（聚球藻属PCC 7002），工程元古界类似物缺乏CO2浓缩机制，和蓝藻垫。在中元古代的pH值和pCO 2值，碳同位素分馏的野生型β-蓝藻是完全一致的元古代碳同位素记录，这表明蓝藻与CO2浓缩机制显然是主要的初级生产者在远洋元古代海洋，尽管大气中的CO2水平高达100倍现代。选择性渗透的微区室中央蓝藻CO2浓缩机制（“carboxysomes”）可能出现屏蔽rubisco从O2在大氧化事件。
Carboxysomes evolved due to rising O2, not falling CO2, enabling planktic cyanobacteria to flourish during earth’s middle age. Ancestral cyanobacteria are assumed to be prominent primary producers after the Great Oxidation Event [≈2.4 to 2.0 billion years (Ga) ago], but carbon isotope fractionation by extant marine cyanobacteria (α-cyanobacteria) is inconsistent with isotopic records of carbon fixation by primary producers in the mid-Proterozoic eon (1.8 to 1.0 Ga ago). To resolve this disagreement, we quantified carbon isotope fractionation by a wild-type planktic β-cyanobacterium (Synechococcus sp. PCC 7002), an engineered Proterozoic analog lacking a CO2-concentrating mechanism, and cyanobacterial mats. At mid-Proterozoic pH and pCO2 values, carbon isotope fractionation by the wild-type β-cyanobacterium is fully consistent with the Proterozoic carbon isotope record, suggesting that cyanobacteria with CO2-concentrating mechanisms were apparently the major primary producers in the pelagic Proterozoic ocean, despite atmospheric CO2 levels up to 100 times modern. The selectively permeable microcompartments central to cyanobacterial CO2-concentrating mechanisms (“carboxysomes”) likely emerged to shield rubisco from O2 during the Great Oxidation Event.
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影响因子：
2.9
作者：
Fennel, K;Follows, M;Falkowski, PG
通讯作者：
Falkowski, PG
DOI：
10.1073/pnas.1422319112
发表时间：
2015-05-26
影响因子：
11.1
作者：
Bachan, Aviv;Kump, Lee R.
通讯作者：
Kump, Lee R.
影响因子：
8.4
作者：
Gordon, Gina C.;Korosh, Travis C.;Cameron, Jeffrey C.;Markley, Andrew L.;Begemann, Matthew B.;Pfleger, Brian F.
通讯作者：
Pfleger, Brian F.
影响因子：
5.1
作者：
Hamilton TL;Bryant DA;Macalady JL
通讯作者：
Macalady JL
影响因子：
64.8
作者：
Brocks, Jochen J.;Jarrett, Amber J. M.;Liyanage, Tharika
通讯作者：
Liyanage, Tharika