Cyanobacteria are a key species in Earth's history, as they introduced atmospheric oxygen for the first time. The analysis of their evolution therefore provides important insights into the formation of modern aerobic ecosystems. For a long time, a certai
蓝藻破坏了地球历史上的物种，因为它首次引入了大气中的氧气早期进化的分析为现代生物系统的形成提供了重要的证据长期以来，一种叫做2-甲基Hopanes的软体动物被认为是蓝藻入侵的重要生物标志物，其中一些已经有几亿年的历史了然而，当它发现不仅氰基细菌和α蛋白细菌能够产生这种脂质时，这就引起了人们的怀疑
由GFZGerman地球科学研究中心的YosukeHoshino和伯明翰大学海洋环境科学中心的BenjaminNetsheim领导的一个国际研究小组研究了基因的遗传多样性和分布，包括HpnP，这些基因负责合成2个甲基Hopanes的芳香肽：当这些基因被重新获得时，已经被破译d细菌组成的生物体群研究结果表明，HpnP可能在20亿年前的变形杆菌的弹性共癌细胞中出现，而在大约7.5亿年前，这种新基因在α蛋白杆菌中出现在此之前的第四天，2-甲基Hopanescantere被视为产氧蓝藻的明确生物标志物
这项研究现已发表在《自然生态学》杂志上；进化，显示遗传学，与沉积学、古生物学和地球化学的相互作用，可以提高生物标记的诊断价值，并定义可怕的生态系统的结构背景：蓝藻在地球历史上的重要性
蓝细菌扮演着将地球从最初的无氧状态转变为现代富氧系统的关键角色，这可能会增加复杂性蓝藻可能是前寒武纪（地球历史的前40亿年，从一开始到大约5.4亿年前）唯一一组将有机物质转化为有机锥（所谓的初级生产者）并长期生产氧气的细菌因此，对它们进化过程的分析对于理解飞行和地球的共同历史具有重要意义
辅助生物标志物的重要性
原则上，所有蓝细菌的可能性都是过去地质中存在的氧合光合作用的指示然而，由于在识别可能的蓝藻细胞方面存在保守的偏见和歧义，地球化学家们使用了化石诊断脂质，如2甲基Hopanes2-甲基hopanoid（非化石亲本分子）是由细菌产生的，与细菌相反，在经历了数亿年的质量和与它们的起源和出现相对应的问题后，它们可以被化石化并在食品包装中检测
然而，最近有人怀疑甲基Hopane作为蓝藻生物标志物的适用性：脂质生物合成基因的发现表明，α蛋白细菌能够产生自身的脂质这意味着2-甲基Hopanes在地球上产生氧气的临时过程是不可能的
新方法：综合遗传学分析与新的高纯度分析相结合
由星野洋介和克里斯蒂安·霍尔曼领导的国际研究小组，GFZ第3节的科学家2“有机地球化学”和来自马里兰大学的Benjamin Nethersheim对水生生物进行了系统的研究，发现蓝细菌具有产生甲基类Hopanoid所必需的基因（缩写为Can和HpnP基因），并且在进化过程中获得了这些基因通过这种方式，我们可以证明，2-甲基Hopane的化石可以作为一种明确的生物标志物，用于证明早在7.5亿年前就存在的蓝藻
此外，研究人员还创造了地球历史上2-甲基Hopane生产的综合记录第四，他们将他们的分子数据与新闻报道相结合，分析了在高纯度条件下的稀缺性
“我们提出的方法原则上适用于任何组织模式的生物结构，并且在以比以前更高的时间和空间分辨率加速不同系统的进化方面具有巨大潜力，”Hoshinosumsup
方法I：计算可靠性分析
在遗传关系分析中，Hoshino为携带eSCan和HpnP基因的组织搜索了包含数百万个基因和蛋白质序列的公共可用数据库在这个基因数据集的基础上，他创建了一个称为遗传树的基因树，它提供了关于Can和HpnP基因如何在不同的生物体中重新转移的信息，以及基因是通过遗传垂直转移还是水平转移到某个地方，或者是通过相关的生物体中的解决方案此外，与之前的研究相比，研究人员确实可以确定个体基因转移何时出现在基因的进化史上，这些研究利用了所谓的分子钟技术来计算DNA突变率，并优化了进化的时间线
方法一：新型超滤样品制备
此外，由于前寒武纪生物标志物记录对污染极为敏感，因此研究人员使用超清洁方法从沉积物岩芯中提取有机物由来自16个国家的几位联合作者收集了以问卷形式列出的地质样本从古生代（25亿年前）到现在，存在着不同的地质时期然后在有机物质中测定了2个甲基Hopanes的相对丰度
结果详见
有许多细菌同时存在于SC和HpnP基因中，但也主要存在于氰基细菌和α蛋白细菌中每个小组都有可能独立地获得这两个基因这与早期的研究相反，早期的研究得出结论，蓝细菌在进化过程中从α蛋白细菌中获得了这些基因新的研究进一步揭示了蓝细菌的常见病是由2种不同的基因引起的40亿年前，当氧气在所谓的“大氧化事件”期间开始积聚在大气中时α-蛋白细菌