微化石表明光合作用早在17.5亿年前就已进化

已知最早的光合结构证据是在来自澳大利亚17.5 亿年前麦克德莫特地层的神秘圆柱形微化石Navifusa majensis中发现的。

产氧光合作用，即阳光催化水和二氧化碳转化为葡萄糖和氧气，是蓝细菌和真核生物内相关细胞器所独有的。

蓝藻在早期生命的进化中发挥着重要作用，并且在大约 24 亿年前的大氧化事件中很活跃，但由于证据有限，含氧光合作用的起源时间存在争议。

列日大学古生物学家凯瑟琳·德穆林和她的同事说：“如今，含氧光合作用是蓝藻及其在真核生物中的质体亲戚所独有的。 ”

“尽管大氧化事件之前的起源仍有争议，但氧气的积累深刻地改变了地球的氧化还原化学和生物圈的进化，包括复杂的生命。”

“因此，了解蓝藻的多样性对于了解我们的星球和生命的共同进化至关重要，但它们的早期化石记录仍然模糊不清。”

在他们的研究中，德莫林和合著者在Navifusa majensis微化石中发现了光合结构化石。

这些微观结构是类囊体——在植物和一些现代蓝藻的叶绿体内发现的膜结合结构。

研究人员在三个不同地点的化石中发现了它们，但最古老的化石来自澳大利亚的麦克德莫特地层，已有 17.5 亿年的历史(古元古代)。

Navifusa majensis被认为是一种蓝细菌。在这个时代的标本中发现类囊体表明，光合作用可能在 17.5 亿年前的某个时刻已经进化。

然而，它并没有解决光合作用是在大氧化事件之前还是之后进化的谜团。

对较古老的微化石进行类似的超微结构分析可以帮助回答这个问题，并确定类囊体的进化是否导致了大氧化事件时氧气水平的上升。

作者说：“这一发现将类囊体化石记录延长了至少 12 亿年，并为携带类囊体的蓝藻细菌的分化提供了大约 17.5 亿年前的最小年龄。”

“它可以明确识别早期的含氧光合作用器和用于探测早期地球生态系统的新氧化还原代理，强调了检查化石细胞的超微结构以破译其古生物学和早期进化的重要性。”

该团队的论文今天发表在《自然》杂志上。