科学者たちは生命の起源に関する17億5千万年の秘密を発見しました。

古代の岩石の塊に閉じ込められ、ほぼ20億年を過ごした小さな化石は、地球上の光合成の最初の証拠を私たちに提供しています。

オーストラリア北部砂漠のMcDermott Formationには、次のような小さな構造があります。 ティラコイド 化石と推定される場所で発見されました。 シアノバクテリア 17億5千万年前にさかのぼります。

これらの構造は、今日、光合成のために光を吸収するために使用される色素クロロフィルを含む光合成生物の細胞内に見出される。

これは、微細化石が光合成の最も古い直接的な証拠を表し、チラコイドを含むシアノバクテリアが出現することができる新しい最小年齢を提供し、初期地球生態系と地球に生命がどのように出現したかを理解するための新しいツールを提供することを意味します。

「我々の研究は、酸素光合成を行う代謝的に活性なシアノバクテリアの存在の直接的な証拠を提供する」 古生物学者のCatherine Demoulinが率いるチームを作成します。 リエージュ大学。

この発見は、他の化石の詳細な分析によって同様のより多くの構造を同定することができ、光合成構造が初期形態の複雑な藻類細胞によって吸収され作動する瞬間を正確に見つけることができることを意味します。

日光を利用して水と二酸化炭素をグルコースと酸素に変える光合成は、あちらでは植物や鳥が静かに自らすることのように見えるかもしれませんが、ほぼすべての生命体の生存のための基礎です。

光合成生物はほとんどの食物連鎖の基礎を形成するだけでなく、これらの代謝過程を通じて私たちのほとんどが生き残るために必要な呼吸可能な酸素で大気を満たします。

私たちは、地球の歴史の初期に大気と海洋に自由に浮遊する酸素が多くなかったことを知っています。 しかし、いくつかの地球化学的証拠によれば、酸素レベルが突然急上昇したことが示されています。 約24億年前 大酸化事象として知られている出来事。 原因が何であるかは不明ですが、1つの可能性は光合成生物の出現です。

シアノバクテリアの最初の明確な微細化石の証拠は、次の生物です。 Eoentophysalis belcherensis日付：最大 20億1800万年前。 しかし、化石は解釈しにくいことが多く、内部構造が常に完全に残っているわけではありません。 そして、すべてのシアノバクテリア紙がチラコイドを持っているわけではありません。

Demoulinと彼女の同僚は、さまざまな高解像度顕微鏡技術を使用して、次の種の微細化石の外部および内部構造を調べました。 ナビフサマゼンシス、シアノバクテリアと考えられています。 そして、2つの化石層から出てきた単細胞生物の体内でチラコイド膜を発見した。

この化石はカナダのグラシベイ層（Grassy Bay Formation）からのもので、年代は最大10億1千万年前にさかのぼります。 そしてMcDermott Formationは17億5千万年前にさかのぼります。 これは、ティラコイドの化石記録を何と12億年前に延長し、これは酸素光合成がそれ以前に進化したに違いないことを意味します。

しかし、私たちがまだ知らないのは、それが時間とともに進化して大酸化事象に貢献したかどうかです。 古い化石を見つけて慎重に研究するだけで、この熱い質問に答えることができます。

「保存されたチラコイドの発見 N.マゼンシス ここに報告されているのは、チラコイドを含むシアノバクテリアとチラコイドを含まないシアノバクテリアの間の四半期の少なくとも約17億5千万年前の直接的な証拠を提供します。 研究者は書く。

「我々は、よく保存された微細化石の同様の超微細構造分析が、酸素光合成と複雑な細胞が発達した初期の弱い酸素供給エコシステムの地質学的記録を拡張できると予測しています。」

本研究は以下に出版された。 自然。