Fosile minuscule care au petrecut aproape 2 miliarde de ani închise în bucăți de rocă antică ne oferă cele mai vechi dovezi de până acum pentru fotosinteza pe Pământ. În formațiunea McDermott din deșertul din nordul Australiei, au fost descoperite structuri minuscule numite tilacoizi în ceea ce se crede a fi cianobacterii fosilizate, datând de acum 1,75 miliarde de ani. Aceste structuri se găsesc în interiorul celulelor organismelor fotosintetice de astăzi care conțin pigmentul clorofilă, folosit pentru a absorbi lumina pentru fotosinteză.
Aceasta înseamnă că microfosilele reprezintă cele mai vechi dovezi directe pentru fotosinteză, oferindu-ne o nouă vârstă minimă pentru apariția cianobacteriilor purtătoare de tilacoizi și un nou instrument pentru înțelegerea ecosistemelor timpurii ale Pământului și a modului în care a apărut viața pe planeta noastră.
„Studiul nostru oferă dovezi directe pentru prezența cianobacteriilor active din punct de vedere metabolic care efectuează fotosinteza oxigenată”, scrie într-un studiu ştiinţific o echipă condusă de paleomicrobiologul Catherine Demoulin de la Universitatea din Liege. Descoperirile sugerează că o analiză detaliată a altor fosile ar putea identifica mai multe structuri asemănătoare, indicând momentul în care structurile de fotosinteză au fost puse în funcțiune de către cele mai timpurii forme de celule complexe de alge.
Fotosinteza, care valorifică lumina Soarelui pentru a transforma apa și dioxidul de carbon în glucoză și oxigen, ar putea părea ceva ce plantele și algele își fac în liniște, dar este baza pentru supraviețuirea aproape a tuturor ființelor vii. Nu numai că organismele fotosintetice formează fundamentul majorității rețelelor trofice, ci procesele lor metabolice umplu atmosfera cu oxigenul respirabil de care majoritatea dintre noi avem nevoie pentru a supraviețui.
Știm că, la începutul istoriei Pământului, nu a existat mult oxigen care plutea liber în atmosferă și oceane. Cu toate acestea, diferite linii de dovezi geochimice dezvăluie că nivelul de oxigen a crescut brusc cu aproximativ 2,4 miliarde de ani în urmă, în ceea ce este cunoscut sub numele de Marele Eveniment de Oxigenare. Nu este clar ce a cauzat-o, dar o posibilitate este apariția organismelor fotosintetice.
Cea mai timpurie dovadă de microfosile a cianobacteriilor este un organism numit Eoentophysalis belcherensis, datat cu până la 2,018 miliarde de ani în urmă. Dar fosilele sunt adesea greu de interpretat, iar structurile lor interne nu supraviețuiesc întotdeauna intacte. Și nu toate speciile de cianobacterie au tilacoizi.
Demoulin și colegii săi au folosit diferite tehnici de microscopie de înaltă rezoluție pentru a sonda structurile externe și interne ale microfosilelor unei specii cunoscute sub numele de Navifusa majensis, despre care se crede că sunt cianobacteriile. Și, în corpurile organismelor unicelulare din două paturi fosile, au găsit membrane tilacoide. Aceste fosile proveneau din Formația Grassy Bay din Canada, datate cu până la 1,01 miliarde de ani în urmă şi Formația McDermott, care se întinde cu 1,75 miliarde de ani în urmă. Aceasta înseamnă că fotosinteza oxigenată trebuie să fi evoluat înainte de acele momente. Dar, ceea ce încă nu știm este dacă a evoluat în timp pentru a contribui la Marele Eveniment de Oxidare. Doar găsirea și studierea cu atenție a fosilelor chiar mai vechi ne-ar putea oferi un răspuns la această întrebare arzătoare.
