Найдены древние тилакоиды, меняющие представление о развитии фотосинтеза

Ученые из Льежского университета (ULiège) нашли тилакоидные мембраны, возраст которых составляет 1.75 миллиарда лет. Ранее самыми древними тилакоидами считались те, возраст которых оценивали в 550 миллионов лет. Тилакоиды играют ключевую роль в фотосинтезе, и новое открытие, описанное в журнале Nature, также улучшает наши знания об эволюции цианобактерий, внутри которых содержатся найденные структуры и которые сыграли решающую роль в накоплении кислорода на ранней Земле, пишет пресс-служба Льежского университета.

Тилакоидные мембраны найдены с помощью ультраструктурного анализа в микрофоссилиях под названием Navifusa majensis (N.majensis) в сланцах из формации Макдермотт в Австралии, возраст которых составляет 1.75 млрд лет, в формациях возрастом 1 млрд лет в ДР Конго и арктической Канаде. Расположение, тонкая структура и размеры внутренних мембран позволили однозначно интерпретировать их как тилакоидные мембраны, в которых происходит кислородный фотосинтез. Эти наблюдения позволили идентифицировать N.majensis как ископаемую цианобактерию.

Открытие проливает свет на роль цианобактерий с тилакоидными мембранами в оксигенации ранней Земли. Они сыграли важную роль в ранней эволюции жизни и были активны во время Кислородной революции около 2.4 миллиарда лет назад. Однако хронология происхождения оксигенного фотосинтеза и тип вовлеченных в него цианобактерий остаются дискуссионными, и открытие исследователей из Ульежа предлагает новый подход к прояснению этих вопросов.

"Обнаружение сохранившихся тилакоидов у N. majensis служит прямым доказательством того, что минимальный возраст дивергенции между цианобактериями с тилакоидами и без них составляет около 1.75 миллиарда лет", – уточняет палеобиолог Эммануэль Жаво.

Работа команды Ульежа дает возможность обнаружить тилакоиды в еще более древних цианобактериальных окаменелостях и проверить гипотезу о том, что появление тилакоидов могло сыграть важную роль в большом насыщении кислородом ранней Земли около 2.4 миллиарда лет назад. Этот подход также позволяет изучить роль диоксигена в эволюции сложной жизни (эукариот) на нашей планете, включая происхождение и раннюю диверсификацию водорослей, которые содержат хлоропласты, происходящие от цианобактерий.

"Микроскопическая жизнь прекрасна, это самая разнообразная и богатая форма жизни на Земле. Изучение ее окаменелостей с помощью новых подходов позволит нам понять, как жизнь развивалась на протяжении как минимум 3.5 миллиарда лет. Некоторые из этих исследований также подскажут нам, как искать следы жизни за пределами Земли!" – надеется Жаво.

В 2021 году ученые заявили, что замедление вращения Земли могло поспособствовать появлению кислорода на ней. По их словам, увеличение длины суток ведет к более продуктивному фотосинтезу, что помогло цианобактериям наполнить нашу планету кислородом.