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第三章 光合作用太阳的召唤（第11页）

但是这有个潜在的问题，那就是电子回路很有可能被环境中的电子截断，尽管在缺乏电子的地方发生截断的可能性很小。

电子回路有点像小孩玩的击鼓传花，电子传递链里的分子或者带一个电子，或者什么都没有，就像游戏中围成一圈的小孩，在音乐停止时，手上要么有彩球，要么没有。

但是假设现在有一个捣蛋的老师手上拿了一堆彩球，不停地把球传给小孩。

到最后每个小孩手上都会有一只球，那就没有人可以把球传给下一个人，整个游戏就会在众人面面相觑的情况下停止。

光系统Ⅱ也会遇到类似的问题，会随着阳光一起出现，特别是在早期大气中还没有臭氧层时，紫外线更容易穿透海水。

紫外线不只会劈开水分子，也会把电子从溶在海水里的金属或矿物质中劈出，首当其冲的就是锰和铁。

于是造成和击鼓传花游戏一样的问题，环境中的电子嵌入了细菌的电子回路。

现代的海洋中铁和锰的浓度都不高，因为现在的海洋已经被完全氧化。

但是在古老的年代这两者含量都非常丰富。

以锰为例，现在它们以圆锥状的“锰结核”

形式广泛分布在海底，是金属慢慢在类似鲨鱼牙齿（鲨鱼牙齿是能承受海洋底部巨大压力的为数不多的生物物质之一）之类的物体周围，沉淀生长了数百万年之后的成果。

据估计现今广布在海底的富锰结核，总重可能有1万亿吨，这是个巨大但经济效益不高的矿藏。

经济价值比较高的锰矿，比如南非卡拉哈里锰场（这里有135亿吨），也是24亿年前从海里沉淀出来的。

也就是说，海洋曾经充满了锰。

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。