科學(xué)家剛剛發(fā)現(xiàn)了一個關(guān)于生命起源的17.5億年前的秘密

在古代巖石塊中花費了近20億年的微小化石為我們提供了地球上光合作用的最早證據(jù)。

在澳大利亞北部沙漠的麥克德莫特地層中，被稱為類囊體在被認(rèn)為是化石的東西中被發(fā)現(xiàn)藍藻可以追溯到 17.5 億年前。

這些結(jié)構(gòu)存在于當(dāng)今含有色素葉綠素的光合生物的細(xì)胞內(nèi)，葉綠素用于吸收光合作用的光。

這意味著微化石代表了光合作用最古老的直接證據(jù)，為我們提供了攜帶類囊體的藍藻出現(xiàn)的新最低年齡，以及了解早期地球生態(tài)系統(tǒng)以及生命如何在我們的星球上出現(xiàn)的新工具。

“我們的研究為進行含氧光合作用的代謝活性藍藻的存在提供了直接證據(jù)，”由古微生物學(xué)家凱瑟琳·德莫林（Catherine Demoulin）領(lǐng)導(dǎo)的團隊寫道列日大學(xué)。

這些發(fā)現(xiàn)意味著，對其他化石的詳細(xì)分析可以識別出更多類似的結(jié)構(gòu)，確定光合作用結(jié)構(gòu)被最早形式的復(fù)雜藻類細(xì)胞吞噬并發(fā)揮作用的那一刻。

利用陽光將水和二氧化碳轉(zhuǎn)化為葡萄糖和氧氣的光合作用，似乎植物和藻類只是在那里悄悄地對自己做著什么，但它是幾乎所有生物生存的基礎(chǔ)。

光合生物不僅構(gòu)成了大多數(shù)食物網(wǎng)的基礎(chǔ)，而且它們的新陳代謝過程使大氣中充滿了可呼吸的氧氣我們大多數(shù)人需要生存。

我們知道，在地球歷史的早期，大氣和海洋中并沒有很多氧氣自由漂浮。然而，不同的地球化學(xué)證據(jù)顯示，氧氣含量突然飆升大約24億年前在所謂的大氧化事件中。目前尚不清楚是什么原因造成的，但一種可能性是光合生物的出現(xiàn)。

藍藻最早的無可爭議的微化石證據(jù)是一種名為Eoentophysalis belcherensis（貝爾徹氏鯛），日期可達20.18億年前.但化石往往是難以解釋，它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)并不總是完好無損地存活下來。并非所有藍藻物種都有類囊體。

Demoulin和她的同事們使用不同的高分辨率顯微鏡技術(shù)來探測一種被稱為Navifusa majensis，被認(rèn)為是藍藻。而且，在來自兩個化石床的單細(xì)胞生物體內(nèi)，他們發(fā)現(xiàn)了類囊體膜。

這些化石來自加拿大的格拉西灣組，可追溯到10.1億年前;以及麥克德莫特地層，可以追溯到 17.5 億年前。這將類囊體的化石記錄向前延長了12億年，這意味著含氧光合作用必須在此之前進化。

但我們?nèi)匀徊恢赖氖牵欠窦皶r進化到促成了大氧化事件。只有找到并仔細(xì)研究更古老的化石，才能為這個緊迫的問題提供答案。

“發(fā)現(xiàn)保存完好的類囊體馬氏奈瑟菌這里報道的最小年齡約為17.5億年前，為攜帶類囊體和無類囊體的藍藻之間的差異提供了直接證據(jù)。研究人員寫道.

“我們預(yù)測，對保存完好的微化石進行類似的超微結(jié)構(gòu)分析可能會擴大含氧光合作用的地質(zhì)記錄，以及復(fù)雜細(xì)胞發(fā)育的早期弱含氧生態(tài)系統(tǒng)的地質(zhì)記錄。

該研究已發(fā)表在自然界.

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