Functional shifts in microbial mats recapitulate early Earth metabolic transitions

Autor: Ana Gutiérrez-Preciado, Aurélien Saghaï, Philippe Deschamps, David Moreira, Yvan Zivanovic, Purificación López-García
Přispěvatelé: Ecologie Systématique et Evolution (ESE), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-AgroParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de génétique et microbiologie [Orsay] (IGM), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Unité de Glycobiologie Structurale et Fonctionnelle - UMR 8576 (UGSF), Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-AgroParisTech-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Unité de Glycobiologie Structurale et Fonctionnelle UMR 8576 (UGSF), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Radiorésistance des bactéries et des archées (RBA), Département Biologie des Génomes (DBG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: Nature Ecology & Evolution
Nature Ecology & Evolution, Nature, 2018, 2 (11), pp.1700-1708. ⟨10.1038/s41559-018-0683-3⟩
Nature ecology & evolution
Nature Ecology & Evolution, 2018, 2 (11), pp.1700-1708. ⟨10.1038/s41559-018-0683-3⟩
ISSN: 2397-334X
Popis: Phototrophic microbial mats dominated terrestrial ecosystems for billions of years, largely causing, through cyanobacterial oxygenic photosynthesis, but also undergoing, the Great Oxidation Event approximately 2.5 billion years ago. Taking a space-for-time approach based on the universality of core metabolic pathways expressed at ecosystem level, we studied gene content and co-occurrence networks in high-diversity metagenomes from spatially close microbial mats along a steep redox gradient. The observed functional shifts suggest that anoxygenic photosynthesis was present but not predominant under early Precambrian conditions, being accompanied by other autotrophic processes. Our data also suggest that, in contrast to general assumptions, anoxygenic photosynthesis largely expanded in parallel with the subsequent evolution of oxygenic photosynthesis and aerobic respiration. Finally, our observations might represent space-for-time evidence that the Wood–Ljungdahl carbon fixation pathway dominated phototrophic mats in early ecosystems, whereas the Calvin cycle probably evolved from pre-existing variants before becoming the dominant contemporary form of carbon fixation. Microbial mats in extreme environments are analogues of Precambrian ecosystems. Here, the authors analyse metagenomes of microbial mats from a pond along a steep redox gradient and apply a space-for-time approach to infer early Earth metabolic transitions.
Databáze: OpenAIRE
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