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第三章 光合作用太阳的召唤2（第6页）

锰对细菌来说是很有价值的日用品，它可以当作抗氧化剂，保护细菌免受紫外线辐射的摧毁。

当紫外线光子撞击锰原子时，锰原子会被光氧化而丢出一个电子，好像“中和”

了紫外线的辐射。

也可以说细菌“牺牲”

了锰，否则细胞里面更重要的成分如蛋白质与DNA，将会被辐射劈成碎片。

因此细菌张开双臂欢迎锰住进来。

不过麻烦在于，当锰原子丢出电子时，这个电子几乎一定会被那个光系统Ⅱ中“守财奴式”

的叶绿素抓走。

如此一来，电流循环就会慢慢被多余的电子塞住，像小孩子都拿到彩球一样。

除非有办法可以清除掉多余的电子，否则光系统Ⅱ注定会越来越没有效率。

细菌要如何从光系统Ⅱ中释出多余的电子？对此艾伦提出了一个非常精明的假设。

他认为既然光系统Ⅱ被电子堵塞，而光系统Ⅰ却因为缺少电子而在旁边怠工，那么细菌所要做的只是把那个禁止两个系统同时启动的开关关掉，不管是从生理上改变，还是需要基因突变。

接下来会发生什么？电子会从被氧化的锰原子那里送给光系统Ⅱ。

这个“守财奴式”

叶绿素因为吸收了一些光而把电子激发到高能级，此后电子通过一连串传递链释放出能量，用来合成ATP。

接着它们会走上一条岔路，不再回到日渐堵塞的光系统Ⅱ，反而被饥渴而寻找新电子的光系统Ⅰ吸收。

当这个“街头混混式”

叶绿素吸收了一些光能后，电子会再度被激发而升到高能级，最终它们被传给二氧化碳，用来合成新的有机物质。

听起来很熟悉？其实我只是重述了一遍Z型反应而已。

只要一个简单的突变就可以把两个光系统连在一起，让电子可以利用锰原子进入Z型反应最终传给二氧化碳去合成糖。

霎时一切变得如此明显，简单的突变注定会导致之前那些极度复杂难解的过程。

逻辑上无懈可击，所有分子本来就在使命不同的系统中。

这样的环境压力也十分合理。

还从来没有这么小的突变能造成整个世界的巨变!

为了欣赏刚浮现出的巨幅全像，我们有必要快速回顾一下。

在盘古之初本来只有一个简单的光系统，很可能只会利用太阳能来获取硫化氢的电子，再把电子推给二氧化碳去制造糖。

不知何时，或许是在一个蓝细菌祖先体内，光系统基因变成了两份，这两个光系统在不同的需求下分家了。

[9]光系统Ⅰ继续执行它原本的工作，而光系统Ⅱ则渐渐走向专门利用光产生电子回路来制造ATP。

这两个光系统依照环境需求，轮流上岗，从来不会同时开启。

随着时间的推移，光系统Ⅱ开始出毛病，由于循环电子回路天生的缺陷，环境中任何多出来的电子都会截断这一循环。

因为细菌利用锰原子来保护自己不被紫外线辐射伤害，所以电子很有可能因为锰原子的关系缓慢而持续地加入循环。

其中一个解决方法就是关掉转换系统，让两个光系统同时运作。

从此电子就可以从锰原子出发经过两套光系统传给二氧化碳。

电子中间所通过的曲折路径，每一处小细节，都昭示了将来成为Z型反应的可能。

现在还差一小步就要完成产氧光合作用了。

我们从锰而非水分子中获取电子，最后这个改变是怎么发生的？答案十分惊人，那就是什么都不必改。