Фотосинтезу на Земле почти 2 миллиарда лет

В формации Макдермотт в пустыне северной Австралии были обнаружены микроструктуры — тилакоиды. Этим структурам не менее 1,75 миллиарда лет. Сегодня тилакоиды обеспечивают реакцию фотосинтеза у цианобактерии. На этом основании ученые из Университета Льежа сделали вывод, что фотосинтез уже был на Земле 1,75 миллиарда лет назад. 1,75 миллиарда лет назад фотосинтез уже был на Земле Современные цианобактерии. Википедия Цианобактерии и сегодня обеспечивают нашу атмосферу кислородом. С их появлением геологи связывают Кислородную катастрофу, радикально изменившую атмосферу и климат Земли.

Микроскопические окаменелости, которые провели почти 2 миллиарда лет запертыми в кусках древней породы, дают нам самые ранние свидетельства фотосинтеза на Земле.

Ученые из Университета Льежа обнаружили в формации Макдермотт в пустыне северной Австралии микроструктуры — тилакоиды. Этим структурам не менее 1,75 миллиарда лет. Сегодня тилакоиды обеспечивают реакцию фотосинтеза у цианобактерий.

Это означает, что микроокаменелости представляют собой старейшее прямое свидетельство фотосинтеза, давая нам новый минимальный возраст для появления цианобактерий, несущих тилакоиды, и новый инструмент для понимания ранних экосистем Земли и того, как жизнь возникла на нашей планете.

Изображения образцов микрофоссилий Navifusa majensis. Изображения образцов микрофоссилий Navifusa majensis.https://www.nature.com/articles/s41586-023-06896-7

«Наше исследование предоставляет прямые доказательства присутствия метаболически активных цианобактерий, осуществляющих кислородный фотосинтез», — пишут в своей работе ученые Университета Льежа.

Полученные данные показывают, что детальный анализ других окаменелостей может выявить больше подобных структур и уточнить момент, когда фотосинтезирующие структуры были задействованы самыми ранними формами сложных клеток водорослей.

Кислородная катастрофа

Цианобактерии встречаются сегодня повсюду. Морские брызги, содержащие морские микроорганизмы, в том числе цианобактерии, могут подниматься высоко в атмосферу, где они превращаются в аэропланктон и облетают весь земной шар, прежде чем упасть обратно на землю. Цианобактерии встречаются сегодня повсюду. Морские брызги, содержащие морские микроорганизмы, в том числе цианобактерии, могут подниматься высоко в атмосферу, где они превращаются в аэропланктон и облетают весь земной шар, прежде чем упасть обратно на землю.Википедия

Фотосинтез, который использует солнечный свет для преобразования воды и углекислого газа в глюкозу и кислород, — основа выживания почти всех живых существ на Земле.

Фотосинтезирующие организмы не только составляют основу большинства пищевых сетей, но их метаболические процессы наполняют атмосферу пригодным для дыхания кислородом.

Мы знаем, что в начале истории Земли в атмосфере и океанах свободного кислорода было немного. Однако различные геохимические данные показывают, что уровень кислорода внезапно и резко возрос около 2,4 миллиарда лет назад во время так называемой Кислородной катастрофы. Неясно, что стало ее причиной, но одна из возможностей — появление фотосинтезирующих организмов.

Самым ранним свидетельством существования цианобактерий полученным на основе микроокаменелостей сегодня считается организм под названием Eoentophysalis belcherensis, датируемый 2,018 миллиарда лет назад. Но окаменелости часто трудно интерпретировать, а их внутренние структуры не всегда сохраняются неповрежденными. И не все виды цианобактерий имеют тилакоиды.

Изображения, полученные просвечивающей электронной микроскопией экземпляров Navifusa majensis из формации Макдермотт Изображения, полученные просвечивающей электронной микроскопией экземпляров Navifusa majensis из формации Макдермоттhttps://www.nature.com/articles/s41586-023-06896-7

Ученые использовали различные методы микроскопии высокого разрешения для исследования внешней и внутренней структуры микроокаменелостей вида, известного как Navifusa majensis, который считается цианобактерией. А в телах одноклеточных организмов из двух ископаемых пластов они обнаружили тилакоидные мембраны.

Эти окаменелости были взяты из формации Грасси-Бэй в Канаде, датированной 1,01 миллиарда лет назад, и из формации Макдермотт, датированной 1,75 миллиарда лет назад. Это расширяет летопись окаменелостей тилакоидов на колоссальные 1,2 миллиарда лет и означает, что кислородный фотосинтез 1,75 миллиарда уже полностью развился.

Но мы до сих пор не знаем, верно ли, что именно фотосинтез стал причиной Кислородной катастрофы. Только обнаружение и тщательное изучение еще более древних окаменелостей может дать нам ответ на этот важнейший вопрос.

«Обнаружение сохранившихся тилакоидов внутри N. majensis, о котором сообщается здесь, предоставляет прямое доказательство минимального возраста фотосинтезирующих бактерий до 1,75 миллиарда лет назад», — пишут исследователи.

Ученые дают смелый прогноз: «Мы предсказываем, что подобный ультраструктурный анализ хорошо сохранившихся микроокаменелостей может еще больше углубить геологическую историю кислородных фотосинтезаторов и ранних слабокислородных экосистем, в которых развивались сложные клетки».

Пока разница между сроком в 1,75 миллиарда лет, которым датируется открытие древнейших тилакоидов, и 2,4 миллиарда лет, которым датируется Кислородная катастрофа, еще очень велика.

Источник
Комментарии 0
Оцените статью
WARHEAD.SU
Добавить комментарий