所有生化学家知道，基因更改是确实化学变化，和，因此它按照，如果您要确实发现演变如何发生，您需要发现它如何影响生化。
搜索 nitrogenase 的演变历史记录，帮助生活使用大气氮气的重要酵素系统的一个基因分析，显示了细菌之间的关键代谢过程的一些有趣演变关系，并且显示了没有了解的一些神奇新的化工路。
在日记帐分子生物学的现期杂志发表的论文和演变，亚利桑那州立大学生化学家贾森 Raymond，克里斯托弗钉书针和罗伯特 Blankenship 和 Rice 大学的珍妮特 Siefert 执行对一个大组的染色体的分析细菌和 archaea，特别是比较生产蛋白质 nitrogenase 的相似的基因。研究员发现相似或 “同源” nitrogenase 基因在各种各样的有机体间存在，并且看上去与编码对蛋白质的其他相似的基因介入在光合作用，以及与不执行光合作用的其他基因有关在 archaea 和细菌和 “固氮作用” (作为获取大气氮气的进程叫)。
虽然生化学家以前推断在光合作用和酵素介入的 nitrogenase 有结构上相似性和因而看上去涉及，这些后 “uncharacterized”基因看上去显示新陈代谢的属性是未知的酵素。
“我们查找了不对应于任何基因连同光合作用或任何我们在固氮作用知道 - 我们查找这些在各种各样的有机体”的一个组同源基因 Raymond 说。
这个分析建议对 nitrogenase 和酵素不编码在光合作用的基因可能是 “遗物”，编码对是祖先的对光合作用和固氮作用的新陈代谢的路。 水平的基因调用 - 基因替换区别细菌种类之间的 -- 看来负责对原始基因的清楚的配电器和对其随后的分歧和专业化在固氮作用和光合作用新陈代谢的路。
“这些酵素是重要演变发明”， Blankenship 说。 “一旦他们开发，他们相当被通过在种类之间位，因为他们产生有他们重要好处的有机体”。
或许所有演变的巨大生物化学的发展，生活的能力破坏和 “解决”大气氮气是其中一最重要的成就和一个最富挑战性。
“没有氮气，您不可能有生活，我们认识它”，说 Blankenship。 “在非常早期的地球，很可能有一些可用的氮气以氨的形式或类似的事，那么早期的生活型没有必须从气氛提取氮气。
“虽则，事情到达了粮食危机 - 您查找某个方式让气氛的分子氮气进入这个循环或您请中断。 氮气最小的输入不可能持续大生物圈”，他注意。
“但是执行是难。 因为执行化工，是很难的固氮作用是其中一个最有趣的生物学过程。 Nitrogenase 是实际上中断分子氮气的三键的一个非常复杂酵素系统 -- 其中一个最严格的债券本质上”，他说。
重建其演变发展的 nitrogenase 系统是很复杂和复杂的是难的。 在其中一些最复杂的表单，例如合并少见金属钼的版本，这个系统使用复杂酵素网络控制和调控这个进程和使它省能源。 这样系统可能通过一系列的零钱逐渐演变，但是这个分析建议它也许通过基因的复制刚才发现的更加原始的酵素的已经开发了。
然而，甚而最简单的酵素能够中断氮气的三键要求不可能演变没有早期的巨大结构上的复杂。
“中断分子氮气要求了很多能源并且是一个 evolutionarily 复杂转移”， Blankenship 附注。 “我们今天有的最基本的 nitrogenase 复杂是惊人地复杂和精力充沛地一个非常消耗大的系统。 它不是突然冒出来将突然出现的事”。
Blankenship 和同事建议祖先 nitrogenase 酵素一定从执行一条更加简单的新陈代谢的路，并且研究员建议的更加简单的酵素演变他们发现了的某些 “uncharacterized” nitrogenase 相同事物的基因 - 对酵素编码不请执行固氮作用或光合作用 - 可以暂挂提示向的基因什么该路