Szinte minden állatnak oxigénre van szüksége a túléléshez, az életfenntartó gázt pedig növények, algák és cianobaktériumok állítják elő fotoszintézis révén. Egy friss tanulmányban olyan cianobaktériumok 1,75 milliárd éves kövületeit mutatják be, amelyek már rendelkeztek az oxigén előállításához szükséges eszközökkel – írja a Smithsonian Magazine. A felfedezés sokat árnyalja a földi élet történetéről kialakított képet.
Az érintett organizmusoknak voltak tilakoid membránjaik – ezek olyan struktúrák, amelyekben a fotoszintézis zajlik.
„Ez a felfedezés legalább 1,2 milliárd évvel tolja ki az ilyen belső membránok fosszilis feljegyzéseit” – mondta Emmanuelle Javaux, a Liège-i Egyetem biológusa és a csapat vezetője.
A genetikai és kémiai vizsgálatokból származó korábbi bizonyítékok azt sugallták, hogy a cianobaktériumok már ekkor rendelkeztek tilakoidokkal, de hogy pontosan mikor alakultak ki először a fotoszintetizáló struktúrák, az tisztázatlan maradt. Az új tanulmány alapján a folyamat legalább 1,75 milliárd évvel ezelőtt történt.
A korai földi életnek nem volt szüksége oxigénre a túléléshez, bolygónk korai időszakában a légkört nitrogén és oxigén helyett szén-dioxid, metán és vízgőz dominálta. Körülbelül 2,45 milliárd évvel ezelőtt azonban bekövetkezett a nagy oxigenizációs esemény, amely során a légkörben hirtelen megnőtt az oxigén mennyisége. Az első oxigéntermelő cianobaktériumok feltehetően 2-3 milliárd évvel ezelőtt alakultak ki, a legkorábbi, tilakoidokkal rendelkező cianobaktériumok fosszíliái viszont eddig csak körülbelül 500 millió évesek voltak.
A kutatók a közelmúltban Ausztráliából, a Kongói Demokratikus Köztársaságból és a kanadai sarkvidékről származó cianobaktérium-kövületeket vizsgáltak. A fosszíliákat rendkívül vékony szeletekre vágták, és elektronmikroszkóppal tanulmányozták felépítésüket. A sejtek struktúráinak elrendezését megfigyelve a fotoszintézishez szükséges membránokra hasonlító formákra bukkantak.
A szakértők 1,73-1,78 milliárd éves ausztráliai, valamint a 0,9-1,01 milliárd éves kanadai kövületekben találták meg a tilakoidokat. A Kongói Demokratikus Köztársaságból származó, körülbelül 1 milliárd éves fosszíliáknál detektálták a struktúrák nyomait.
A kutatók még mindig próbálják meghatározni, hogy a tilakoid membrános cianobaktériumok mikor váltak el evolúciósan a struktúrával nem rendelkező organizmusoktól. A feltételezések szerint ez 2-2,7 milliárd évvel ezelőtt történt.
„Ha bolygónk és az élet korai változata érdekel minket, ezek a cianobaktériumok nagyon fontos mikroorganizmusok, mert ezek voltak azok, amelyek feltalálták az oxigénes fotoszintézist” – nyilatkozta Javaux. A szakértő hozzátette, a jelenség utóbb teljesen megváltoztatta a földi kémiát.
