Selamat hari mol Walikota Merayakan Tanggal Ilmiah dengan Push Riset


            

Bergerak di Hari Pi: Walikota di seluruh AS merayakan hari tahi lalat – yang dimulai pada pukul 6:02 pagi hari ini (22/10) untuk menghormati sejumlah besar atom atau molekul dalam mol materi (6,02 X 10 ^ 23) – dengan mengadvokasi penelitian ilmiah yang tidak terkekang.

Sejauh ini, 20 walikota, yang kotanya, termasuk Pittsburgh, Philadelphia, Denver dan Nashville, berpenduduk hampir 6 juta orang, telah menandatangani janji tersebut, yang menyatakan bahwa ilmuwan pemerintah dan mereka yang melakukan penelitian federal atau yang didanai pemerintah harus dapat untuk membagikan hasilnya "tanpa campur tangan politik."

Sejumlah wali kota akan membagikan alasan mereka untuk menandatangani janji di Facebook Live pukul 4 sore. EDT hari ini, termasuk Nancy McFarlane, walikota Raleigh, North Carolina, sejak 2011, dan mantan apoteker dan pengusaha. [Best Supporting Role: 8 Celebs Who Promote Science]

McFarlane mengatakan bahwa dia berencana untuk berbicara tentang bagaimana kota-kota akan memerangi perubahan iklim, terlepas dari keputusan Presiden Donald Trump untuk menarik diri dari Perjanjian Paris.

"Kota sering menjadi pemimpin dalam pengenalan teknologi baru," McFarlane mengatakan kepada Live Science melalui email. "Terlepas dari tindakan presiden, banyak walikota tidak hanya tetap berkomitmen, namun merasa terdorong untuk meningkatkan komitmen mereka terhadap keberlanjutan, perlindungan lingkungan dan mengurangi dampaknya terhadap emisi karbon di udara."

Janji Hari Mole sedang diselenggarakan oleh 314 Action, sebuah organisasi nirlaba yang berkomitmen untuk memilih ilmuwan ke kantor publik, sama seperti Daftar Emily membantu wanita yang memenuhi syarat untuk pemilihan. Kelompok 314 Action didirikan pada bulan Juli 2016 oleh Shaughnessy Naughton, seorang ahli kimia dan wanita bisnis yang berlari dua kali, namun kalah, untuk Kongres A.S. di distrik 8 di Pennsylvania.

Sekitar 7.000 ilmuwan di seluruh negeri telah mencapai 314 Tindakan selama setahun terakhir, dan beberapa ribu telah menyaksikan sesi pelatihan online dan langsung dari orang-orang tentang bagaimana membuat kampanye, mempekerjakan staf dan konsultan, dan mengumpulkan dan menyiarkan peron. Para ilmuwan ini tidak hanya tertarik pada kantor federal, namun juga mencalonkan diri untuk legislatif negara bagian, dewan kota, dewan sekolah dan bahkan anggota dewan pemeriksa tanah, kata Naughton kepada Live Science.

 Para ilmuwan menghadiri sebuah sesi pelatihan kampanye politik yang diselenggarakan oleh 314 Aksi di Washington, D.C., pada tanggal 20 April

Para ilmuwan menghadiri sebuah sesi pelatihan kampanye politik yang diadakan oleh 314 Aksi di Washington, D.C., pada tanggal 20 April

             Kredit: Kesopanan 314 Aksi

Tapi jangan berharap semua 7.000 untuk menjalankan di 2018, Naughton kata. "Para ilmuwan ingin mengerjakan pekerjaan rumah mereka, jadi beberapa dari mereka berpikir untuk berjalan pada tahun 2020 dan seterusnya," katanya. "Bukan hanya untuk siklus pemilihan ini."

Sedangkan untuk Mole Day, Naughton mengatakan bahwa dia tidak dapat menahan diri untuk tidak mengambil kutu buku yang merayakan nomor Avogadro ke arus utama. (Amedeo Avogadro adalah seorang ahli kimia Italia yang hidup dari tahun 1776 sampai 1856).

"Kami pikir ini adalah saat yang tepat untuk menyoroti prinsip STEM [science, technology, engineering and math] kami" sehubungan dengan "proposal dan hal-hal yang diberlakukan oleh administrasi Trump yang hanya merupakan penyangkalan sains," kata Naughton.

Misalnya, Environmental Protection Agency (EPA) menahan tiga ilmuwannya untuk menghadiri sebuah acara di Rhode Island hari ini yang menangani, sebagian, dengan perubahan iklim, menurut Associated Press. Pada bulan Agustus, email yang diperoleh oleh The Guardian menunjukkan bahwa pegawai Departemen Pertanian AS (USDA) diberitahu untuk berhenti menggunakan istilah "perubahan iklim". Dan sebuah laporan tahun 2015 oleh Center for Investigative Reporting Florida menemukan bahwa di Florida, pegawai negeri telah berkecil hati menggunakan istilah "perubahan iklim" dan "pemanasan global," menurut The Washington Post.

Sangat penting bahwa pejabat pemerintah belajar dan bertindak dalam perubahan iklim, kata McFarlane.

"Sebagai pejabat terpilih dengan latar belakang STEM, saya memiliki pemahaman yang lebih baik mengenai dampak lingkungan dari keputusan kami," kata McFarlane. "Saya kurang terpengaruh oleh olok-olok politik dan lebih tertarik dengan data yang terbukti secara empiris." (314 Aksi telah mendukung McFarlane untuk jabatan politik, dia mencari kembali pemilihan walikota pada 7 November.)

Orang dapat meminta walikota mereka untuk menandatangani perjanjian Aksi STEM 314 dengan mengisi formulir ini.

Artikel asli tentang Ilmu Pengetahuan Langsung.

        

Discovery 'Menunjukkan Logika pada Film Tercantik dan Ugliest di Episode 6


            

Peringatan: Rekaman ini mencakup spoiler untuk Episode 6 dari "Star Trek: Discovery."

Vulsa adalah salah satu ras "Star Trek" yang paling dicintai karena mereka menunjukkan pertarungan abadi antara logika dan emosi yang dimiliki setiap manusia. Dalam episode ini, kita bisa melihat sisi buruk dari pertarungan ini, berkat kilas balik yang melibatkan Sarek (James Frain) – Vulcan yang mengangkat gadis manusia Michael Burnham (Sonequa Martin-Green) bersama Spock, karakter tercinta dari "Star Trek "waralaba.

Sarek sedang dalam perjalanan untuk berbicara dengan dua rumah Klingon yang mengatakan bahwa mereka menginginkan gencatan senjata dalam perang antara Klingon dan Starfleet. Dalam perjalanan, seorang awak pesawat Vulcan dan "ahli logika ekstremis" (frase terbaik dari episode) meniup dirinya sendiri – bersama dengan bagian pesawat yang bagus. Sarek mengalami luka kritis dalam insiden tersebut. Tapi melalui keajaiban Vulcan "katra" – sebuah proses di mana Vulcans atau mereka yang terlatih dalam seni Vulcan dapat bergabung dalam pikiran – Burnham merasakan kesusahannya dan ingin menyelamatkannya. [The 10 Best Star Trek Episodes Ever]

Untung bagi Burnham, dia bekerja di bawah seorang kapten yang suka membuat peraturan sendiri. Gabriel Lorca (Jason Isaacs) menyetujui sebuah misi penyelamatan ke nebula dimana Sarek terdampar. Tapi seperti yang kita temukan selama episode tersebut, Starfleet semakin tidak sabar dengan prosedur prosedur Lorca yang terang-terangan.

Bagi penggemar yang tidak sabar dengan sains goyah dari dua episode terakhir, Episode 6 akhirnya memberi kita istirahat dari tardigrades, spora jamur dan perjalanan cepat kilat. Episode ini adalah tentang hubungan politik dan keluarga – hal-hal di mana "Star Trek" unggul. Mari kita warp ke rincian episode.

                    
            

Kami mengetahui dalam episode terakhir bahwa Lorca meledakkan kapal sebelumnya yang dia perintahkan, USS Buran, alih-alih membiarkan krunya ditangkap oleh Klingon, yang menyiksa dan membunuh tahanan mereka. Ketika Lorca mengabaikan keinginan Starfleet dan melakukan ekspedisi penyelamatan untuk Sarek, Adm. Cornwell (Jayne Brook) melakukan kunjungan pribadi alih-alih hanya telepon hologram.

Kunjungan tersebut benar-benar menjadi sangat pribadi; Keduanya memiliki masa lalu yang romantis, dan Lorca memikat Cornwell ke tempat tidur. Tapi suasana hati yang lembut cepat hancur saat Cornwell menyentuh punggung Lorca yang sedang tidur dan dia terbangun karena pembunuhan; Dia mencekiknya dan memegang pistol phaser ke kepalanya. Lorca dengan cepat meminta maaf, tapi Cornwell mengatakan bahwa dia tahu permainannya sekarang. Dia telah terbaring dalam tes psikologis Starfleet dan berpura-pura pantas menjadi kapten, meskipun Buran dan kejadian episode terakhir, di mana Lorca sendiri disiksa oleh Klingons, sangat mempengaruhi keadaan mentalnya.

Cornwell akhirnya mengambil alih peran Sarek dalam melakukan negosiasi dengan Klingons, memperingatkan Lorca bahwa dia akan menemukan cara untuk segera mengeluarkannya dari kursi kapten (sambil mempertahankan martabatnya). Sayangnya, keluarga Klingon tidak berencana untuk berpura-pura; mereka menangkap Cornwell. Seorang Lorca yang mengecam menutup episode tersebut dengan mengatakan bahwa dia akan mengikuti prosedur Starfleet kali ini dan menanyakan apa yang harus dilakukan, terlepas dari desakan petugas pertamakalinya yang setia (Saru, diperankan oleh Doug Jones) untuk mencari alternatif kreatif seperti biasa.

Sementara itu, Burnham sedang dalam perjalanan untuk menyelamatkan Sarek di pesawat kecil. Burnham memata-matai pikiran Sarek jarak jauh dengan menggunakan "peningkat saraf," dan melihat salah satu kegagalan terbesarnya yang selalu diulang-ulang di benak Sarek.

Ternyata bertahun-tahun yang lalu, Burnham melamar Grup Ekspedisi Vulcan. Sarek memberitahunya bahwa dia gagal dalam ujian – karena dia terlalu manusiawi, tentu saja – tapi dia bisa mengajukan permohonan ke Starfleet sebagai gantinya. Saat dia melihat kenangan mengulanginya, Burnham tahu ada yang tidak beres. Dia terus meminta Sarek untuk membantunya, tapi dia terus melawannya dan menyuruhnya untuk meninggalkannya sendiri, menghancurkan hubungan pikiran.

Burnham meminta teman sekamarnya untuk meminta saran; Petugas keamanan baru Ash Tyler (Shazad Latif, yang Lorca selamatkan dari episode terakhir Klingons) menunjukkan bahwa di ranjang kematian mereka, makhluk hidup sering memikirkan apa yang ingin mereka ubah dalam kehidupan mereka. Burnham mencoba menghubungkan pikiran terakhir kalinya dengan informasi itu, dan menemukan kebenarannya: Dia benar-benar lulus tes Vulcan. Namun, Grup berencana untuk mengizinkan hanya satu anak Sarek saja, karena keduanya tidak sepenuhnya Vulcan. Burnham adalah manusia, dan Spock setengah manusia, setengah Vulcan. Dihadapkan dengan pilihan yang tidak mungkin, Sarek memilih Spock di atas Burnham.

Penggemar "Star Trek" mengetahui hasil jangka panjang dari pilihan itu – anak Sarek pun akhirnya berada di Grup Ekspedisi Vulcan, karena Spock memilih berada di Starfleet dan bukan Akademi Ilmu Vulcan. Jadi Sarek menyesali pilihannya secara mendalam. Burnham marah, tapi mengerti; ketika Sarek akhirnya selamat di USS Discovery's sickbay, Burnham mendesak Sarek untuk membicarakan situasi itu suatu hari nanti bersamanya.

Tapi keadaan dengan cepat bergerak ke arah yang lebih baik. Lorca, yang terkesan dengan karya Burnham, mempromosikannya ke petugas sains di Discovery. Burnham mengenakan seragam lagi, dan kadang-kadang masih berbicara tentang bagaimana mendapatkan perintah – dia mengatakan kepada teman sekamarnya, Cadet Sylvia Tilly (Mary Wiseman), untuk mencari kapten idealnya melalui bertugas di sebuah kapal kelas Konstitusi seperti tentu saja) USS Enterprise, kapal luar angkasa terkenal yang menjadi basis franchise "Star Trek". [‘Star Trek’ Starship Enterpise Evolution in Photos]

Kami memperingatkan Anda sebelumnya bahwa banyak "Star Trek" musim pertama yang lemah. Selain itu, kita harus bersikap adil terhadap "Discovery," karena acara baru hanya enam episode lama. Tapi melihat kembali busur musim ini sejauh ini, penggemar lama harus merasa optimis. Kami melihat karakter berkembang, bentuk aliansi, dan beberapa plot rapi dimainkan. Ini menarik televisi, dan kelemahan terbesarnya sejauh ini adalah penjelasan buruk tentang dorongan spora yang melemahkan Discovery ASS dari tempat ke tempat.

Lorca khususnya datang sendiri. Kami langsung tahu saat bertemu dengannya bahwa ada sesuatu yang berbeda dari orang ini; Tidak ada Kirk derring-do atau martabat Picard tentang dia. Dan sekarang jelas kenapa. Dia punya masa lalu yang menyedihkan, jadi dia mempertanyakan keputusannya. Dia setia kepada krunya, dan merasa bahwa mengikuti peraturan terkadang membahayakan mereka. Itu bukan jenis kapten yang biasa kita gunakan sebagai pemirsa "Star Trek", tapi bagus sekali. Waralaba selalu tentang keragaman, baik pendapat maupun latar belakang.

                    
            

Saya masih merasa seolah karakter Burnham adalah menemukan kakinya – kebanyakan situasi masih terjadi padanya alih-alih dipengaruhi olehnya – namun episode seperti ini merupakan langkah besar untuk mengetahui lebih banyak tentang motivasinya. Jadi sekarang kita tahu mengapa dia memiliki cangkang pelindung di sekeliling dirinya sendiri; Keluarganya sendiri mengkhianatinya. Tapi saya ingin melihat lebih banyak situasi di mana Burnham membuat keputusan.

Agar adil, dia tidak bisa melakukannya sebelumnya karena dia adalah penjahat yang dihukum. Tapi sekarang setelah dia memiliki seragam yang layak lagi, cara terbaik yang bisa dia kembangkan sebagai karakter adalah mengambil alih perintah dan mencari tahu apa yang harus dilakukan secara independen; Jika dia ingin tinggal bersama Starfleet, dia harus melakukannya di bawah peraturan Starfleet. Bisakah Burnham unggul di bawah batasan? Saya memiliki setiap harapan yang dia bisa karena, bagaimanapun juga, itulah tantangan yang dihadapi semua orang dalam hidup, keluarga dan pekerjaan kita. Kita akan lihat bagaimana keadaannya di episode mendatang.

Ikuti kami @Spacedotcom, Facebook dan Google+. Artikel asli di Space.com

        

Para ilmuwan telah menulis ulang sejarah fotosintesis


Periset telah menangkap sekilas terbaik mereka ke asal-usul fotosintesis, salah satu inovasi paling penting di alam. Dengan mengambil gambar protein sinar-X beresolusi atom yang mendekati atomik dari bakteri primitif, para peneliti di Arizona State University dan Pennsylvania State University telah mengekstrapolasi bentuk fotosintesis paling awal yang terlihat hampir 3,5 miliar tahun yang lalu. Jika mereka benar, temuan mereka dapat menulis ulang sejarah evolusioner proses yang digunakan kehidupan untuk mengubah sinar matahari menjadi energi kimia.

Majalah Quanta


 ] penulis foto "data-reactid =" 227 "/> 

<h5 class= Tentang

Kisah asli dicetak ulang dengan izin dari Majalah Quanta, sebuah publikasi editorial independen dari Yayasan Simons yang misinya adalah untuk meningkatkan pemahaman publik ilmu pengetahuan dengan meliput perkembangan penelitian dan tren matematika dan ilmu fisik dan kehidupan.

Fotosintesis secara langsung atau tidak langsung memberi kekuatan dan menopang hampir setiap organisme di Bumi. Ini bertanggung jawab atas komposisi atmosfer kita dan merupakan fondasi dari banyak ekosistem terjalin di planet ini. Selain itu, sebagaimana Wolfgang Nitschke seorang ahli biologi di Pusat Penelitian Ilmiah Nasional Prancis di Paris, mencatat, sel fotosintesis membebaskan untuk tumbuh dan berkembang tanpa batas dengan membiarkan mereka mendapatkan energi dari sumber non-darat yang baru dan tak habis-habisnya. "Ketika fotosintesis memasuki gambar, kehidupan terhubung ke kosmos," katanya. [1945907]

Para ilmuwan ingin mengetahui apa yang membuat hal itu menjadi mungkin. Dalam bentuknya saat ini, mesin yang mengubah energi cahaya menjadi energi kimia dalam fotosintesis – kompleks protein yang disebut pusat reaksi – sangat canggih. Bukti menunjukkan, bagaimanapun, bahwa rancangannya, yang membentang kembali hampir ke akar pohon kehidupan, pernah sangat sederhana. Periset telah mencoba selama beberapa dekade untuk mengisi kesenjangan yang sangat besar dalam pemahaman mereka tentang bagaimana (dan mengapa) fotosintesis berkembang.

Untuk itu, mereka telah mengalihkan perhatian mereka pada organisme yang ada. Dengan mempelajari rincian molekuler reaksi yang digunakan tanaman hijau, alga dan beberapa bakteri untuk berfotosintesis, dan dengan menganalisis hubungan evolusioner di antara mereka, para ilmuwan mencoba menyatukan narasi sejarah yang meyakinkan untuk proses tersebut. [1945907]

Tanah berlumpur di sekitar mata air panas bumi di Islandia, seperti mata air Geysir yang digambarkan di sini, adalah habitat alami bagi heliobakteri fotosintetik primitif. Ilmuwan sekarang mempelajari organisme tersebut untuk mengetahui evolusi awal fotosintesis. [1945907]

Arctic-Images / Getty Images

] Petunjuk penting terbaru berasal dari Heliobacterium modesticaldum yang memiliki perbedaan sebagai bakteri fotosintetik yang paling sederhana. Pusat reaksinya, menurut para peneliti, adalah hal yang paling dekat dengan kompleks aslinya. Sejak tahun 1945, 19097] [194] [19] [19] [19] [19] [19] [19] [19] struktur kompleks protein itu dalam edisi Juli [1945906] Science para ahli telah membongkar apa artinya evolusi fotosintesis. "Ini benar-benar sebuah jendela ke masa lalu," Gisriel berkata.

"Ini adalah sesuatu yang telah kita tunggu selama 15 tahun," kata Nitschke. [1945907]

Mencari sebuah Leluhur Umum

Pada awalnya, sebagian besar ilmuwan tidak percaya bahwa semua pusat reaksi yang ditemukan dalam organisme fotosintetik sekarang mungkin memiliki satu nenek moyang yang sama. Benar, semua pusat reaksi memanen energi dari cahaya dan menguncinya menjadi senyawa dalam bentuk yang secara kimiawi bermanfaat bagi sel. Untuk melakukan ini, protein melewati elektron di sepanjang rantai transfer molekul di dalam membran, seolah melompati serangkaian batu loncatan. Setiap langkah melepaskan energi yang pada akhirnya digunakan di jalur untuk membuat molekul pembawa energi untuk sel.

Tetapi dalam hal fungsi dan struktur, pusat reaksi fotosistem terbagi menjadi dua kategori yang berbeda dalam hampir segala hal. Fotosistem I berfungsi terutama untuk menghasilkan pembawa energi NADPH, sedangkan fotosistem II membuat ATP dan membagi molekul air. Pusat reaksi mereka menggunakan pigmen menyerap cahaya yang berbeda dan menyerap bagian spektrum yang berbeda. Elektron mengalir melalui pusat reaksi mereka secara berbeda. Dan urutan protein untuk pusat reaksi tampaknya tidak saling berhubungan satu sama lain. [1945907]

Kedua jenis fotosistem berkumpul di tanaman hijau, alga dan cyanobacteria untuk melakukan bentuk fotosintesis dan fotosintesis fotosintesis yang sangat kompleks. -yang menghasilkan energi (dalam bentuk ATP dan karbohidrat) serta oksigen, produk sampingan beracun bagi banyak sel. Organisme fotosintesis yang tersisa, yang kesemuanya bakteri, hanya menggunakan satu jenis pusat reaksi atau yang lainnya. [1945907]

Jadi sepertinya ada dua pohon evolusioner yang harus diikuti – yaitu sampai kristal Struktur pusat reaksi ini mulai muncul pada awal 1990an. Periset kemudian melihat bukti yang tak terbantahkan bahwa pusat reaksi untuk fotosistem I dan II memiliki asal usul yang sama. Komponen kerja khusus dari pusat tampaknya telah mengalami beberapa substitusi selama evolusi, namun keseluruhan motif struktural pada inti mereka dilestarikan. "Ternyata fitur struktural yang besar tetap dipertahankan, namun kesamaan urutan hilang dalam kabut waktu," kata [[Billboard]] [1909] Bill Rutherford ketua biokimia energi matahari di Imperial College London.

]

"Alam telah memainkan permainan kecil untuk mengubah beberapa fungsi pusat reaksi, untuk mengubah mekanisme yang digunakannya," Redding menambahkan. "Tapi buku itu belum ditulis ulang. Ini seperti memiliki desain pemotong kue untuk rumah, membangun rumah yang sama berulang-ulang, dan kemudian mengubah bagaimana ruangan diatur, bagaimana perabotan diposisikan. Ini adalah rumah yang sama, tapi fungsi di dalamnya berbeda. "[1945907]

Periset mulai membuat perbandingan yang lebih terperinci antara pusat reaksi, mencari petunjuk tentang hubungan mereka dan bagaimana mereka menyimpang. Heliobacteria telah membawa mereka beberapa langkah lebih dekat ke tujuan itu. [1945907]

Harkening Kembali ke Masa Lalu

Karena ditemukan di tanah sekitar mata air panas Islandia pada pertengahan 1990an, H. modesticaldum telah mempresentasikan para peneliti dengan sepotong menarik teka-teki fotosintesis. Satu-satunya bakteri fotosintetik dalam keluarga dengan ratusan spesies dan genera, peralatan fotosintesis heliobacteria sangat sederhana – sesuatu yang menjadi lebih jelas lagi ketika disortir pada tahun 2008. "Genetikanya sangat ramping," kata Tanai Cardona seorang ahli biokimia di Imperial College London.

Robert Blankenship, seorang peneliti fotosintesis di Washington University, melihat sebotol cyanobacteria berbudaya. Kesederhanaan organisasi heliobacteria, katanya, "kembali ke masa evolusioner sebelumnya." [1945907]

Universitas Washington di St. Louis

Heliobacteria memiliki pusat reaksi simetris yang sempurna, menggunakan bentuk bakterioklorofil yang berbeda dari klorofil yang ditemukan pada kebanyakan bakteri, dan tidak dapat melakukan semua fungsi yang dapat dilakukan organisme fotosintesis lainnya. Misalnya, mereka tidak dapat menggunakan karbon dioksida sebagai sumber karbon, dan mereka mati saat terkena oksigen. Sebenarnya, struktur mereka membutuhkan waktu hampir tujuh tahun untuk mendapatkannya, sebagian karena kesulitan teknis dalam menjaga heliobacteria terisolasi dari oksigen. "Ketika kami pertama kali mengerjakannya," kata Redding, "kami membunuhnya lebih dari sekali."

Secara keseluruhan, "heliobacteria memiliki kesederhanaan dalam organisasi mereka yang mengejutkan dibandingkan dengan sistem yang sangat canggih. Anda memiliki tanaman dan organisme lainnya, "kata [1945906] Robert Blankenship seorang tokoh terkemuka dalam penelitian fotosintesis di Washington University di St. Louis. "Ia kembali ke masa evolusioner sebelumnya." [1945907]

Simetri dan fitur lainnya "mewakili sesuatu yang cukup dipreteli," Redding menambahkan, "sesuatu yang kita anggap lebih dekat dengan pusat reaksi nenek moyang yang akan tampak seperti tiga miliar tahun yang lalu. "[1945907]

Sekilas tentang Masa Lalu

Setelah dengan hati-hati mengambil gambar pusat reaksi yang mengkristal, tim menemukan bahwa meskipun pusat reaksi secara resmi diklasifikasikan sebagai tipe I, tampaknya lebih merupakan hibrida dari dua sistem. "Ini kurang seperti fotosistem daripada yang kita duga," kata Redding. Beberapa orang bahkan mungkin menyebutnya "tipe 1.5", menurut Gisriel. [1945907]

Salah satu alasan mengapa kesimpulan tersebut melibatkan molekul berminyak yang disebut quinones, yang membantu transfer elektron ke pusat reaksi fotosintesis. Setiap pusat reaksi yang dipelajari sejauh ini menggunakan kuinon terikat sebagai zat antara pada suatu titik dalam proses pemindahan elektron. Dalam fotosistem I, kuinon pada kedua sisi terikat erat; Dalam fotosistem II, mereka terikat erat di satu sisi, tapi terikat longgar di sisi lain. Tapi bukan itu masalahnya di pusat reaksi heliobacterium: Redding, Fromme dan Gisriel tidak menemukan kuinon terikat secara permanen di antara batu loncatan rantai transfer elektron sama sekali. Kemungkinan besar itu berarti quinones-nya, meskipun masih terlibat dalam menerima elektron, bergerak dan mampu berdifusi melalui membran. Sistem ini mungkin mengirim elektron kepada mereka ketika molekul lain yang lebih efisien secara energetika tidak tersedia. [1945907]

[1945906]

Raimund Fromme, Christopher Gisriel dan Kevin Redding (dari kiri ke kanan) adalah periset di Sekolah Ilmu Molekuler di Arizona State University. Dengan rekan-rekannya di Pennsylvania State University, mereka baru-baru ini menentukan struktur kristalografi pusat reaksi penghasil energi dalam bakteri fotosintesis yang paling sederhana. [1945907] Arizona State University [1945907] ]

Temuan ini telah membantu tim peneliti menyimpulkan pusat reaksi awal yang mungkin telah dilakukan. "Pekerjaan mereka cenderung mengurangi quinones mobile," kata Redding. "Tapi mereka tidak melakukan pekerjaan yang sangat baik." Dalam skenario para peneliti, situs quinone yang terikat ketat adalah adaptasi yang lebih baru, dan pusat reaksi tipe I dan tipe II hari ini mewakili strategi evolusioner alternatif, yang dipeluk oleh garis keturunan yang berbeda dari organisme, untuk memperbaiki sistem leluhur yang ceroboh, kurang ideal.

"Tapi pertanyaannya adalah, [1945906] mengapa memiliki alam mengubah ini jenis rantai transfer elektron? "tanya Fromme. Karyanya mendukung hipotesis bahwa hal itu mungkin ada hubungannya dengan oksigen. [1945907]

Ketika sebuah organisme terkena cahaya yang terlalu banyak, elektron terbentuk dalam rantai transfer. Jika oksigen ada di sekitar, penumpukan ini dapat menyebabkan keadaan oksigen reaktif yang berbahaya. Menambahkan kuinon yang terikat dengan ketat ke kompleks tidak hanya menyediakan slot tambahan untuk mengatasi kemacetan lalu lintas potensial; molekul, tidak seperti yang lain yang digunakan dalam rantai transfer, juga tidak menimbulkan risiko menghasilkan bentuk oksigen yang buruk. Penjelasan serupa juga berhasil mengapa pusat reaksi menjadi asimetris, Gisriel menambahkan: Dengan melakukan hal itu akan menambahkan lebih banyak batu loncatan juga, yang juga akan menyangga kerusakan yang diakibatkan oleh akumulasi terlalu banyak elektron. [1945907]

Salah satu Langkah selanjutnya para peneliti adalah meletakkan prangko pada saat asimetri ini dan quinones yang terikat ketat ini masuk ke dalam gambar, yang akan membantu mereka menentukan kapan fotosintesis oksigen menjadi mungkin. [1945907]

Semua Jalan Menuju Oksigen

Cardona, yang tidak terlibat dalam penelitian baru-baru ini, namun telah mulai menafsirkan hasilnya, mengira dia mungkin menemukan petunjuk di pusat reaksi heliobacterium. Menurutnya, kompleks ini tampaknya memiliki unsur struktural yang nantinya akan dipinjamkan pada produksi oksigen selama fotosintesis, bahkan jika itu bukan tujuan awalnya. Dia menemukan bahwa situs pengikat khusus untuk kalsium dalam struktur heliobacteria identik dengan posisi cluster mangan dalam fotosistem II, yang memungkinkan mengoksidasi air dan menghasilkan oksigen.

Tanai Cardona, seorang ahli biokimia di Imperial College London, menduga bahwa sel-sel mungkin telah memproduksi oksigen melalui fotosintesis sekitar satu miliar tahun lebih lama daripada yang diperkirakan oleh para ilmuwan. [1945907]

Imperial College London ] [1945909]

"Jika situs leluhur [calcium] pada beberapa tahap kemudian berubah menjadi cluster mangan," kata Cardona, "itu akan menunjukkan bahwa oksidasi air terlibat paling cepat kejadian divergensi antara pusat reaksi tipe I dan tipe II. "Itu, pada gilirannya, berarti fotosintesis oksigen jauh lebih kuno dari yang diperkirakan. Para ilmuwan pada umumnya menduga bahwa fotosintesis oksigen muncul sesaat sebelum Peristiwa Oksigenasi Besar, ketika oksigen mulai terbentuk di atmosfer bumi dan menyebabkan kepunahan massal 2,3 hingga 2,5 miliar tahun yang lalu. Jika Cardona benar, itu mungkin telah berevolusi hampir satu miliar tahun yang lalu, tak lama setelah fotosintesis melakukan debutnya.

Waktu itu sudah cukup awal untuk mendahului cyanobacteria yang biasanya dikreditkan sebagai organisme pertama yang melakukan fotosintesis oksigen Menurut Cardona, mungkin saja banyak bakteri yang bisa melakukannya, tapi setelah mutasi, divergensi dan kejadian lainnya, hanya cyanobacteria yang mempertahankan kemampuannya. (Cardona menerbitkan sebuah paper tahun ini mengutip bukti molekuler lainnya untuk hipotesis ini. Dia belum secara formal mengajukan argumen tentang hubungan potensial yang melibatkan kalsium untuk tinjauan sejawat, namun dia telah menulis tentang gagasan tersebut di blog posting di situsnya dan di situs jejaring ilmiah untuk para periset dan dia baru mulai mengerjakan makalah tentang hal itu.)

Hipotesis tersebut bertentangan dengan sebagian besar memegang gagasan tentang asal usul fotosintesis: spesies yang tidak mampu melakukan fotosintesis tiba-tiba memperoleh kapasitas melalui gen yang disahkan secara lateral dari organisme lain. Menurut Cardona, sehubungan dengan penemuan baru ini, transfer gen horizontal dan kehilangan gen mungkin keduanya berperan dalam diversifikasi pusat reaksi, meskipun dia menduga bahwa yang terakhir mungkin bertanggung jawab atas kejadian paling awal. Temuan tersebut, menurutnya, mungkin menunjukkan bahwa "keseimbangan tersebut mengarah pada hipotesis hilangnya gen" – dan mengarah pada gagasan bahwa fotosintesis adalah karakteristik leluhur yang beberapa kelompok bakteri hilang dari waktu ke waktu. [1945907]

Tidak semua orang begitu yakin. Blankenship, untuk satu, adalah skeptis. "Saya tidak membelinya," katanya. "Saya tidak melihat data di sini yang menunjukkan bahwa fotosintesis oksigen terjadi lebih awal." Baginya, pekerjaan Redding, Fromme dan kolaborator mereka belum menjawab pertanyaan-pertanyaan ini; itu hanya menduga tentang apa yang mungkin terjadi. Untuk memecahkan teka-teki itu, para ilmuwan memerlukan struktur pusat reaksi dari bakteri lain, sehingga mereka dapat terus mengevaluasi perbedaan struktural dan persamaan untuk memperbaiki akar pohon evolusioner mereka yang berputar. [1945907]

"Saya pikir itu sepenuhnya merupakan kemungkinan bahwa Apa yang dikatakan [Cardona] benar, "kata Gisriel," tapi saya juga berpikir bahwa lapangan harus diajak duduk-duduk sebentar, melakukan analisis lebih lanjut dan melihat apakah kita lebih mengerti tentang bagaimana struktur ini bekerja. "[1945907]

Pergi Rute Sintetis

Beberapa peneliti tidak menunggu publikasi struktur berikutnya. Yang ini memakan waktu tujuh tahun. Rutherford dan rekan-rekannya, misalnya, menggunakan teknik "reverse evolution": Mereka berharap untuk memprediksi rangkaian pusat reaksi missing-link, dengan menggunakan informasi struktural seperti Redding's to mendapatkan pemahaman tentang arsitektur mereka. Mereka kemudian merencanakan untuk mensintesis urutan leluhur hipotetis tersebut dan menguji bagaimana mereka berevolusi. [1945997]

Sementara itu, Redding dan timnya baru saja mulai mengubah secara artifisial pusat reaksi simetris heliobacteria menjadi satu asimetris, mengikuti jejak dua peneliti. di Jepang, Hirozo Oh-Oka dari Universitas Osaka dan Chihiro Azai dari Universitas Ritsumeikan, yang telah menghabiskan lebih dari satu dekade melakukan hal ini pada bakteri fotosintesis lain. Kelompok tersebut percaya bahwa pekerjaan mereka akan menjelaskan bagaimana adaptasi ini terjadi dalam kehidupan nyata di masa lalu.

Dua puluh tahun yang lalu, Nitschke berhenti mengerjakan evolusi fotosintesis dan mengalihkan perhatiannya pada masalah lain. "Rasanya sangat tidak berdaya," katanya. Namun penelitian yang dilakukan oleh Redding, timnya dan kelompok lainnya telah menghidupkan kembali ambisi tersebut. "Seperti yang mereka katakan, cinta pertamamu selalu ada bersamamu," kata Nitschke. "Saya sangat senang dengan struktur baru ini dan berencana untuk kembali memikirkan semua ini lagi." [1945997]

Kisah asli dicetak ulang dengan izin dari Majalah Quanta sebuah publikasi editorial independen dari Simons Foundation yang misinya adalah untuk meningkatkan pemahaman masyarakat tentang sains dengan meliput perkembangan penelitian dan tren matematika dan ilmu fisika dan kehidupan. [1945906]