فسیل های 1.75 میلیارد ساله به توضیح چگونگی تکامل فتوسنتز کمک می کنند

محققان ساختارهای فتوسنتزی را در داخل فسیل سیانوباکتری هایی با قدمت 1.75 میلیارد سال شناسایی کرده اند. این کشف قدیمی‌ترین شواهد از این ساختارها تا به امروز است که سرنخ‌هایی از چگونگی تکامل فتوسنتز ارائه می‌دهد.

امانوئل جاواکس در دانشگاه لیژ در بلژیک و همکارانش فسیل های جمع آوری شده از سنگ ها را در سه مکان مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند. قدیمی ترین مکان سازند مک درموت با قدمت 1.75 میلیارد سال در استرالیا و دو مکان دیگر سازند خلیج علف میلیارد ساله در کانادا و سازند Bllc6 در جمهوری دموکراتیک کنگو بودند.

از این سنگ ها، محققان سیانوباکتری های فسیل شده را استخراج کردند که از طریق فتوسنتز انرژی تولید می کنند. Javaux می گوید: “آنها بسیار ریز هستند، کمتر از یک میلی متر، بنابراین شما نمی توانید آنها را با چشم خود ببینید.” او و همکارانش فسیل ها را در رزین قرار دادند و با استفاده از یک چاقوی لبه الماس آنها را به بخش هایی به ضخامت 60 تا 70 نانومتر برش دادند و سپس ساختارهای داخلی را با میکروسکوپ الکترونی تجزیه و تحلیل کردند.

آنها دریافتند که سیانوباکتری های استرالیا و کانادا حاوی تیلاکوئیدها یا کیسه های غشایی هستند که در آن فتوسنتز اتفاق می افتد. جاووکس می گوید: «اینها قدیمی ترین تیلاکوئیدهای فسیل شده ای هستند که امروزه از آنها می شناسیم. پیش از این، قدیمی ترین فسیل های تیلاکوئید حدود 550 میلیون سال قدمت داشتند. او می‌گوید: «بنابراین، ما رکورد فسیل‌ها را ۱.۲ میلیارد سال عقب انداختیم.

کوین بویس از دانشگاه استنفورد در کالیفرنیا می‌گوید این مهم است زیرا همه سیانوباکتری‌ها تیلاکوئید ندارند و مشخص نیست که این ساختارها که فتوسنتز را کارآمدتر می‌کنند، چه زمانی تکامل یافته‌اند. او می‌گوید اکنون می‌توانیم تاریخ این تنوع را حداقل به 1.75 میلیارد سال پیش برسانیم. قدیمی‌ترین فسیل‌های سیانوباکتری‌ها حدود 2 میلیارد سال قدمت دارند، اگرچه شواهد دیگر، مانند امضاهای ژئوشیمیایی، نشان می‌دهند که فتوسنتز برای مدت طولانی‌تری وجود داشته است.

باور عمومی بر این است که سیانوباکترها 2.4 میلیارد سال پیش باعث تجمع اکسیژن در جو زمین شدند. Javaux می گوید: «یک ایده این است که شاید در این زمان تیلاکوئیدها را اختراع کردند و این باعث افزایش مقدار اکسیژن در زمین شد. او می‌گوید: «اکنون که تیلاکوئیدهای بسیار قدیمی پیدا کرده‌ایم و می‌توان آن‌ها را در صخره‌های بسیار قدیمی حفظ کرد، فکر می‌کنیم که می‌توانیم به گذشته برگردیم و سعی کنیم این فرضیه را آزمایش کنیم.»