所有生化學家知道，基因更改是確實化學變化，和，因此它按照，如果您要確實發現演變如何發生，您需要發現它如何影響生化。
搜索 nitrogenase 的演變歷史記錄，幫助生活使用大氣氮氣的重要酵素系統的一個基因分析，顯示了細菌之間的關鍵代謝過程的一些有趣演變關係，并且顯示了沒有瞭解的一些神奇新的化工路。
在日記帳分子生物學的現期雜誌發表的論文和演變，亞利桑那州立大學生化學家賈森 Raymond，克里斯托弗釘書針和羅伯特 Blankenship 和 Rice 大學的珍妮特 Siefert 執行對一個大組的染色體的分析細菌和 archaea，特別是比較生產蛋白質 nitrogenase 的相似的基因。研究員發現相似或 「同源」 nitrogenase 基因在各種各樣的有機體間存在，并且看上去與編碼對蛋白質的其他相似的基因介入在光合作用，以及與不執行光合作用的其他基因有關在 archaea 和細菌和 「固氮作用」 (作為獲取大氣氮氣的進程叫)。
雖然生化學家以前推斷在光合作用和酵素介入的 nitrogenase 有結構上相似性和因而看上去涉及，這些後 「uncharacterized」基因看上去顯示新陳代謝的屬性是未知的酵素。
「我們查找了不對應於任何基因連同光合作用或任何我們在固氮作用知道 - 我們查找這些在各種各樣的有機體」的一個組同源基因 Raymond 說。
這個分析建議對 nitrogenase 和酵素不編碼在光合作用的基因可能是 「遺物」，編碼對是祖先的對光合作用和固氮作用的新陳代謝的路。 水平的基因調用 - 基因替換區別細菌種類之間的 -- 看來負責對原始基因的清楚的配電器和對其隨後的分歧和專業化在固氮作用和光合作用新陳代謝的路。
「這些酵素是重要演變發明」， Blankenship 說。 「一旦他們開發，他們相當被通過在種類之間位，因為他們產生有他們重要好處的有機體」。
或許所有演變的巨大生物化學的發展，生活的能力破壞和 「解決」大氣氮氣是其中一最重要的成就和一个最富挑戰性。
「沒有氮氣，您不可能有生活，我們認識它」，說 Blankenship。 「在非常早期的地球，很可能有一些可用的氮氣以氨的形式或類似的事，那麼早期的生活型沒有必須從氣氛提取氮氣。
「雖則，事情到達了糧食危機 - 您查找某個方式讓氣氛的分子氮氣進入這個循環或您请中斷。 氮氣最小的輸入不可能持續大生物圈」，他注意。
「但是執行是難。 因為執行化工，是很難的固氮作用是其中一個最有趣的生物學過程。 Nitrogenase 是實際上中斷分子氮氣的三鍵的一個非常複雜酵素系統 -- 其中一個最嚴格的債券本質上」，他說。
重建其演變發展的 nitrogenase 系統是很複雜和複雜的是難的。 在其中一些最複雜的表單，例如合併少見金屬鉬的版本，這個系統使用複雜酵素網絡控制和調控這個進程和使它省能源。 這樣系統可能通過一系列的零錢逐漸演變，但是這個分析建議它也許通過基因的複製剛才發現的更加原始的酵素的已经開發了。
然而，甚而最簡單的酵素能够中斷氮氣的三鍵要求不可能演變沒有早期的巨大結構上的複雜。
「中斷分子氮氣要求了很多能源并且是一個 evolutionarily 複雜轉移」， Blankenship 附註。 「我們今天有的最基本的 nitrogenase 複雜是驚人地複雜和精力充沛地一個非常消耗大的系統。 它不是突然冒出來將突然出現的事」。
Blankenship 和同事建議祖先 nitrogenase 酵素一定從執行一條更加簡單的新陳代謝的路，并且研究員建議的更加簡單的酵素演變他們發現了的某些 「uncharacterized」 nitrogenase 相同事物的基因 - 對酵素編碼不请執行固氮作用或光合作用 - 可以暫掛提示向的基因什麼該路