光合作用的演化

光合作用的进化是指光合作用的起源和随后的进化，光合作用是利用光能从二氧化碳、氢和电子源（如水）中组装糖类的过程。 光合作用的过程是由 Jan Ingenhousz 发现的，他是一位出生于荷兰的英国医生和科学家，并于 1779 年首次发表了有关它的文章。

xxx批光合生物可能在生命进化史的早期进化，并且很可能使用氢等还原剂而不是水。 进行光合作用的主要代谢途径有3种：C3光合作用、C4光合作用和CAM光合作用。 C3 光合作用是最古老和最常见的形式。 C3 工厂使用卡尔文循环进行初始步骤，将 CO_{2 结合到有机材料中。 C4 工厂以将 CO2 结合到四碳化合物中的反应开始卡尔文循环。 CAM 植物利用景天酸代谢，适应干旱条件下的光合作用。 C4 和 CAM 植物具有节水的特殊适应性。}

（百万年前）*冰河时代

来自太古宙 (>2500 Ma) 沉积岩的地球生物学研究的可用证据表明生命存在于 3500 Ma。 被认为是丝状光合生物的化石可追溯到 34 亿年前，这与最近的光合作用研究一致。 早期的光合系统，例如来自绿色和紫色硫以及绿色和紫色非硫细菌的光合系统，被认为是无氧的，使用各种分子作为电子供体。 绿色和紫色的硫细菌被认为使用氢和硫化氢作为电子和氢供体。 绿色非硫细菌使用各种氨基酸和其他有机酸。 紫色非硫细菌使用多种非特异性有机和无机分子。 这表明光合作用可能起源于来自热液喷口的低波长地热光，四吡咯锌是xxx种具有光化学活性的色素。

产氧光合作用以水为电子供体，在光合作用反应中心被氧化成分子氧（O_{2）。 含氧光合作用的生化能力是在现存蓝藻的共同祖先中进化而来的。 大气中首次出现游离氧有时被称为氧灾难。 地质记录表明，这一转变事件发生在至少 2450 至 23.2 亿年前（Ma）的古元古代时期，而且据推测发生的时间要早得多。 蓝藻进化的一个清晰的古生物学窗口打开了大约 2000 Ma，揭示了已经多样化的蓝绿色生物群。 蓝藻在整个元古代 (2500-543 Ma) 期间仍然是主要的初级生产者，部分原因是海洋的氧化还原结构有利于能够固氮的光合自养生物。 绿藻与蓝绿藻一起成为元古代末期大陆架上的主要初级生产者，但只有在中生代（251-65 Ma）甲藻、球石藻和硅藻的辐射下，海陆架水域的初级生产才具有现代形式。 蓝藻作为海洋环流中的初级生产者、生物固氮剂以及经过修饰的海藻质体，对海洋生态系统仍然至关重要。 现代植物和大多数光合作用原核生物的光合作用都是含氧的。}

地球上光合作用的时间表

几组动物与光合藻类形成了共生关系。 这些在珊瑚、海绵和海葵中最为常见。 据推测，这是由于这些动物的身体结构特别简单，而且与它们的体积相比，它们的表面积很大。 此外，一些海洋软体动物 Elysia viridis 和 Elysia chlorotica 也与它们从饮食中的藻类中捕获并储存在体内的叶绿体保持着共生关系。 这使得软体动物一次仅靠光合作用就能存活几个月。 一些来自植物细胞核的基因甚至被转移到了海参身上，这样叶绿体就可以得到生存所需的蛋白质。

一种更紧密的共生形式可以解释叶绿体的起源。 叶绿体与光合细菌有许多相似之处，包括环状染色体、原核型核糖体以及位于光合反应中心的类似蛋白质。 内共生理论表明，早期真核细胞获得（通过内吞作用）光合细菌以形成xxx个植物细胞。 因此，叶绿体可能是适应植物细胞内生活的光合细菌。