Начало жизни на Земле: умирающая бактерия показывает, когда впервые появился фотосинтез

Історію формування життя на Землі не вдасться розповісти без фотосинтезу — процесу, за допомогою якого рослини й деякі інші форми життя перетворюють сонячне світло на хімічну енергію. У новому дослідженні група вчених запевняє, що їм вдалося відкрити найстаріші на планеті скам'янілі фотосинтетичні структури, пише Gizmodo.

Ці структури, по суті, є найстарішими з усіх відомих — їхній вік становить 1,75 мільярда років. Під час дослідження команда з Льєзького університету в Бельгії виявила крихітні скам'янілі структури, що належать мікровикопним Navifusa majensis. Передбачається, що вони були ціанобактеріями та були виявлені на території Австралії.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Зазначимо, що ціанобактерії є типом мікроскопічних організмів, які отримують енергію в результаті кисневого фотосинтезу, в результаті якого вода і вуглекислий газ за допомогою сонячного світла перетворюються на глюкозу і кисень. У результаті автори дослідження стверджують, що ці крихітні знахідки насправді здатні допомогти вченим зрозуміти, як виник один із найфундаментальніших життєвих процесів на Землі.

За словами співавтора дослідження, біолога Еммануель Жаво, ця знахідка фактично подовжує літопис скам'янілостей внутрішніх мембран щонайменше на 1,2 млрд років. Завдяки розташуванню цих мембран у викопних клітинах учені змогли точно визначити, що перед ними ціанобактерії й саме вони активно здійснювали ранній кисневий фотосинтез у момент смерті 1,75 мільярда років тому.

Автори дослідження вважають, що ця крихітна копалина є дивовижним вікном у фундаментальний процес на планеті, який, по суті, і призвів до зародження життя на Землі. Попередні дослідження вже засвідчили, що Австралія є багатим ґрунтом для скам'янілостей бактерій, які проливають світло на деякі з найбільш ранніх форм життя на планеті.

Найстаріші докази існування життя на Землі є строматолітами віком майже 3,5 мільярда років — вони являють собою шаруваті конкреції древніх мікробів. Однак у період між існуванням строматолітів і крихітних скам'янілостей, виявлених вченими сьогодні, наша планета пережила Велику подію окислення — період, коли кисень вироблявся прискореними темпами. Проте вчені досі не розуміють, коли саме ціанобактерії розвинули здатність до кисневого фотосинтезу.

Тепер учені вважають, що нове відкриття може стати відправною точкою на часовій шкалі кисневого фотосинтезу. Більш ранні дослідження засвідчили, що бактеріальні лінії, в яких розвинувся кисневий фотосинтез, імовірно, вже не існують на Землі: саме тому вчені вважають, що подібні крихітні знахідки відіграють таку важливу роль.

Під час дослідження команда вивчала комплекси скам'янілостей з Австралії, Демократичної Республіки Конго та канадської Арктики. Вченим вдалося ідентифікувати скам'янілість ціанобактерій як тилакоїди — тип мембранозв'язаної структури, що існує в хлоропластах рослин і деяких сучасних ціанобактеріях.

Команда зазначає, що дане дослідження лише додало позначку на часовій шкалі кисневого фотосинтезу, проте поки що не може бути відповіддю на питання про те, коли саме він з'явився. Вчені планують продовжити дослідження, щоб пролити світло на цю загадку в історії Землі.

Раніше Фокус писав про те, що вчені з'ясували, що фотосинтез працює не так, як передбачалося.