Evolution of photorespiration from cyanobacteria to land plants, considering protein phylogenies and acquisition of carbon concentrating mechanisms
Notice bibliographique
Résumé
Photorespiration and oxygenic photosynthesis are intimately linked processes. It has been shown that under the present day atmospheric conditions cyanobacteria and all eukaryotic phototrophs need functional photorespiration to grow autotrophically. The question arises as to when this essential partnership evolved, i.e. can we assume a coevolution of both processes from the beginning or did photorespiration evolve later to compensate for the generation of 2-phosphoglycolate (2PG) due to Rubisco's oxygenase reaction? This question is mainly discussed here using phylogenetic analysis of proteins involved in the 2PG metabolism and the acquisition of different carbon concentrating mechanisms (CCMs). The phylogenies revealed that the enzymes involved in the photorespiration of vascular plants have diverse origins, with some proteins acquired from cyanobacteria as ancestors of the chloroplasts and others from heterotrophic bacteria as ancestors of mitochondria in the plant cell. Only phosphoglycolate phosphatase was found to originate from Archaea. Notably glaucophyte algae, the earliest branching lineage of Archaeplastida, contain more photorespiratory enzymes of cyanobacterial origin than other algal lineages or land plants indicating a larger initial contribution of cyanobacterial-derived proteins to eukaryotic photorespiration. The acquisition of CCMs is discussed as a proxy for assessing the timing of periods when photorespiratory activity may have been enhanced. The existence of CCMs also had marked influence on the structure and function of photorespiration. Here, we discuss evidence for an early and continuous coevolution of photorespiration, CCMs and photosynthesis starting from cyanobacteria via algae, to land plants.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».