地球歷史最重要事件之一是光合作用演化,生命擁有從光獲取能量的能力後不再高度倚賴原環境,生命開始變得更複雜並進入新環境,最終重塑地球樣貌。最近,新化石明確證據將光合作用推回 17 億年前。
對地球大氣氧氣含量的追蹤表明,光合作用至少在 24 億年前就出現;追蹤當今基因變異,光合作用起源可追溯至約 30 億年前,這個時間與藍藻起源相似,但我們沒有明確證據顯示光合細胞是否也有相似年齡。一些與藍綠菌相似的微化石已被發現,但無法確定它們是否正製造為光合作用提供動力的蛋白質。
最近,列日大學古微生物學家 Catherine Demoulin 團隊發現了新的藍綠菌類囊體化石,其結構與大多數現代藍藻、植物中發生產氧光合作用的結構類似,將光合作用明確證據追溯至 17.3~17.8 億年前。
類囊體是葉綠體或藍綠藻一種單層膜囊狀結構,也是光合作用進行光反應的場所,已知最早藍綠菌微化石證據是名為 Eoentophysalis belcherensis 的生物體,存在歷史可追溯至 20.18 億年前,但並非所有化石內部結構都完好無損,也不是所有藍綠具物種都具有類囊體。
而 Catherine Demoulin 團隊使用高解析度顯微鏡技術探測藍綠菌 Navifusa majensis 物種微化石結構,從中發現類囊體膜,由於挖出這些化石的地層歷史可追溯至 17.5 億年前,這代表含氧光合作用一定在此之前就已演化出現。
雖然我們還不確定類囊體的進化是否促成大氧化事件,但對更古老微化石進行類似的超微結構分析有助於回答這個問題。
新論文發表在《自然》(Nature)期刊。
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