论述地球上植物的进化（揭示了使地球上植物多样化的进化过程）

论述地球上植物的进化（揭示了使地球上植物多样化的进化过程）研究人员发现，反转座过程导致的多位点插入使宿主阿米巴受益，使其能够控制蓝藻基因，并提高其调节对过度光照压力的反应的能力——当细胞非常容易受到损伤时。研究人员表明，处于进化成色素细胞过程中的蓝细菌的驯化——以及作为古代蓝细菌进化成叶绿体的替身的研究目的——是由科学家所谓的“复制-粘贴”机制促进的，这种机制被称为反转座，它使用RNA在阿米巴的DNA中复制共生体的基因，并将其插入其基因组的不同位置。虽然人们普遍认为这已经发生，但科学家们仍然不了解基因转移的过程，即把共生体变成细胞器。卡拉特拉瓦与卡内基的亚瑟·格罗斯曼和德瓦基·巴亚一起，与罗格斯大学德巴希什·巴塔查里亚的实验室合作，通过研究一种叫做鲍利尼拉的有机体，研究了这一过程。这种变形虫拥有一种仍在进化的细胞器，称为色素细胞，它来自于大约1亿年前发生的更近的蓝藻吞噬。格罗斯曼解释说:“这件事改变了宝利内拉的整个饮食方式，现在它的营养由色素细胞

揭示了使地球上植物多样化的进化过程

蓝细菌示意图。来源:凯尔文松/维基共享资源，CC BY-SA 3.0

大约12亿年前，一种蓝绿色细菌被一种更复杂的细胞吞噬，改变了我们的星球，并允许大量不同的植物生命出现并继续进化。

被吞没的蓝藻——有时被称为蓝绿藻由于其特有的色素，能够进行一种叫做光合作用的过程，通过这种过程，太阳能可以转化为化学能。起初，它与更复杂的细胞是共生关系。它提供食物，另一个细胞提供保护。然而，随着时间的推移，光合细菌的大部分遗传物质逐渐转移到更复杂的“宿主”细胞中，直到它无法独自存活。

“这是起源故事卡内基的维多利亚·卡拉特拉瓦解释说:“这是负责光合活动的细胞器叶绿体的产生。类似的过程导致了线粒体的进化，线粒体是所谓的细胞发电站，通过分解碳水化合物和糖来产生能量。"

虽然人们普遍认为这已经发生，但科学家们仍然不了解基因转移的过程，即把共生体变成细胞器。

卡拉特拉瓦与卡内基的亚瑟·格罗斯曼和德瓦基·巴亚一起，与罗格斯大学德巴希什·巴塔查里亚的实验室合作，通过研究一种叫做鲍利尼拉的有机体，研究了这一过程。这种变形虫拥有一种仍在进化的细胞器，称为色素细胞，它来自于大约1亿年前发生的更近的蓝藻吞噬。

格罗斯曼解释说:“这件事改变了宝利内拉的整个饮食方式，现在它的营养由色素细胞中制造的光合糖提供。”“因此，这个正在建设中的细胞器是理解一个小蓝藻如何进化成叶绿体的一个很好的模拟——这是我们星球的一个改变游戏规则的事件。”

研究人员表明，处于进化成色素细胞过程中的蓝细菌的驯化——以及作为古代蓝细菌进化成叶绿体的替身的研究目的——是由科学家所谓的“复制-粘贴”机制促进的，这种机制被称为反转座，它使用RNA在阿米巴的DNA中复制共生体的基因，并将其插入其基因组的不同位置。

研究人员发现，反转座过程导致的多位点插入使宿主阿米巴受益，使其能够控制蓝藻基因，并提高其调节对过度光照压力的反应的能力——当细胞非常容易受到损伤时。

“变形虫是生命之树的真核王国内的复杂细胞，共生细菌是生命之树的原核王国内的更原始的细胞；理解后者的基因在这两个生命王国之间转移后如何保持功能仍然是一个悬而未决的问题，”Bhaya指出。

因为这是一种在生物之间高度保守的古老机制，所以有理由相信反转座对叶绿体的进化至关重要，并且通过延伸，它将支撑地球上所有植物生命的存在。

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