化学分配了磷及其最多的氧化形式,无机磷酸盐,在生命的所有领域推动生物能和代谢方面的独特作用,可能是因为它起源于益生元地球。对于植物而言,获得重要的矿物营养物会深刻影响生长,发展和活力,从而限制了自然生态系统中净初级生产力和现代农业作物产量。与其他主要的生物元素不同,磷酸盐在地壳中的低丰度和不均匀分布是由于磷宇宙化学和地球化学的特殊性所致。在这里,我们追踪元素的化学演化,地球化学磷循环及其在地球历史上的加速度,直到现在(人类世)以及陆地植物的演变和上升。我们重点介绍了磷酸动员和获取的化学和生物学过程,首先在细菌中进化,在真菌和藻类中精炼,并在土地植物定殖过程中扩展为强大的磷酸盐培养策略。此外,我们回顾了从细菌到陆生植物的遗传和分子网络的演变,它们监测细胞内和细胞外磷酸盐的可用性,并协调适当的反应和调整,以调整磷酸盐供应的波动。最后,我们讨论了现代的全球磷循环,这些周期被人类活动和未来的挑战危险。本文是主题问题“植物代谢的进化和多样性”的一部分。
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