Fontos részlet derült ki az élet keletkezéséről

Nem túlzás azt állítani, hogy az evolúció egyik legfontosabb mozzanata az élet keletkezése után a fotoszintézis létrejötte volt, hiszen a fény energiáját hasznosítva vízből és szén-dioxidból cukrot és oxigént termelő folyamat az, ami miatt vannak fák, madarak, emberek és belélegezhető levegő.

A földtörténeti adatok alapján a légkör oxigénszintjének emelkedése 2,4 milliárd évvel ezelőtt kezdődött, míg a fotoszintézis kezdetei 3 milliárd évre vezethetők vissza. A feltételezések szerint a cianobaktériumok ekkor jelentek meg előbb önállóan, majd növényi sejtek belsejében, de nem rendelkezünk maradványokkal ebből a korszakból. Ezért jelentős a Liége-i Egyetem kutatóinak a Nature magazinban publikált tanulmánya, amelyben a ma ismert legkorábbi közvetlen bizonyítékokat mutatják be.

A felfedezés kulcsa az úgynevezett tilakoidmembrán beazonosítása. Ez a fotoszintézist végző egykori baktérium egyik fő szerkezeti eleme, egy szorosan göngyölt membrán, ami megsokszorozza az adott térfogatra jutó felületet. A nagy felület pedig azért fontos, hogy minél több fotoszintetizáló fehérje kapcsolódhasson hozzá. A kutatók ősi kőzetek ultravékony szeleteiben, 

Az egyik ilyen fosszíliát az ausztráliai McDermott formáció kőzeteiben, a másikat az Északi-sark kanadai részén található Grassy Bay formáció köveiben találták. Utóbbiak több mint egymilliárd évesek, de a McDermott kőzeteinek korát 1,75 milliárd évre becsülik.

A legkorábbi cianobaktérium-maradványok kétmilliárd évesek, de ezek belső struktúrája nem azonosítható egyértelműen, másrészt nem bizonyítható szerepük a légköri oxigén megjelenésében, mert közel félmilliárd évvel később keletkeztek. 

A felfedezés jelentősége abból fakad, hogy a legkorábbi cianobaktérium maradványokban nincsenek tilakoidmembránok, ahogy bizonyos ma élő cionabaktérium-fajok sem rendelkeznek ilyennel. A membrán mindenképpen egy evolúciós elágazás eredménye, aminek során az algákba költöző újfajta, hatékony cianobaktériumok alakultak ki.

Arra, hogy ez idézte-e elő a bolygó légkörét átalakító nagy oxigenizációs eseményt, egyelőre nincs közvetlen bizonyíték. De az 1,75 milliárd éves maradványok a tilakoidmembránok legkorábbi ismert példái – így egymilliárd évvel közelebb kerültek az oxigenizációs eseményhez, és nem kizárt, hogy később előkerülő leletek bizonyíthatják, hogy fontos szerepet játszottak a történetben.

(Ars Technica, Phys.org, Science Alert)