Febbraio 27, 2024

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Gli scienziati hanno appena scoperto un segreto sull’origine della vita, vecchio di 1,75 miliardi di anni

Gli scienziati hanno appena scoperto un segreto sull’origine della vita, vecchio di 1,75 miliardi di anni

Piccoli fossili rimasti intrappolati in pezzi di roccia antica per quasi due miliardi di anni ci forniscono la prima prova finora della fotosintesi sulla Terra.

Nella formazione McDermott nel deserto dell'Australia settentrionale vengono chiamate piccole strutture Tilacoidi È stato scoperto in quello che si ritiene essere un fossile Cianobatteri Risale a 1,75 miliardi di anni fa.

Queste strutture si trovano all'interno delle cellule degli odierni organismi fotosintetici e contengono il pigmento clorofilla utilizzato per assorbire la luce per la fotosintesi.

Ciò significa che i microfossili rappresentano la più antica prova diretta della fotosintesi, dandoci un nuovo limite inferiore sull’età di comparsa dei cianobatteri portatori di tilacoidi e un nuovo strumento per comprendere gli ecosistemi primordiali della Terra e come la vita è emersa sul nostro pianeta.

Immagini di esemplari microfossili Navifosa magenensis. (Demoulin et al., natura2024)

“Il nostro studio fornisce prove dirette dell'esistenza di cianobatteri metabolicamente attivi che eseguono la fotosintesi anossica”. scrive un team guidato dalla microbiologa Catherine Demoulin Dall'Università di Liegi.

I risultati suggeriscono che un’analisi dettagliata di altri fossili potrebbe identificare strutture più simili, individuando il momento in cui le strutture fotosintetiche furono divorate e alimentate dalle prime forme di cellule algali complesse.

La fotosintesi, che utilizza la luce solare per convertire acqua e anidride carbonica in glucosio e ossigeno, può sembrare qualcosa che le piante e le alghe stanno tranquillamente facendo a se stesse, ma è la base per la sopravvivenza di quasi tutti gli esseri viventi.

Non solo gli organismi fotosintetici costituiscono la base della maggior parte delle reti alimentari, ma i loro processi metabolici riempiono l’atmosfera con l’ossigeno respirabile di cui la maggior parte di noi ha bisogno per sopravvivere.

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Sappiamo che all'inizio della storia della Terra non c'era molto ossigeno che fluttuava liberamente nell'atmosfera e negli oceani. Tuttavia, varie prove geochimiche rivelano che i livelli di ossigeno sono aumentati improvvisamente Circa 2,4 miliardi di anni fa Quello che è noto come il grande evento di ossidazione. Non è chiaro il motivo, ma una possibilità è l’emergere di organismi fotosintetici.

La più antica prova microfossile indiscussa di cianobatteri è un organismo chiamato Eoentophysalis belcherensisanche datato 2.018 miliardi di anni fa. Ma i fossili sono spesso difficili da interpretare e non sempre la loro struttura interna rimane intatta. Non tutti i cianobatteri contengono tilacoide.

Immagini al microscopio elettronico a trasmissione di campioni Navifosa magenensis Dalla formazione McDermott. (Demoulin et al., natura2024)

Demoulin e i suoi colleghi hanno utilizzato diverse tecniche microscopiche ad alta risoluzione per esplorare le strutture esterne ed interne dei microfossili di una specie nota come Navifosa magenensisSi ritiene che si tratti di cianobatteri. All’interno dei corpi di organismi unicellulari di due classi fossili, hanno trovato membrane tilacoidi.

Questi fossili provenivano dalla Formazione Grassy Bay in Canada e risalivano a 1,01 miliardi di anni fa; e la Formazione McDermott, che risale a 1,75 miliardi di anni fa. Ciò estende la documentazione fossile dei tilacoidi fino a 1,2 miliardi di anni e significa che la fotosintesi ossigenata deve essersi evoluta prima di allora.

Ma quello che non sappiamo ancora è se si siano evoluti nel tempo per contribuire al grande evento di ossidazione. Solo ritrovare antichi fossili e studiarli attentamente può darci una risposta a questa pressante domanda.

“Scoperta di tilacoidi conservati al loro interno N. Magensis Qui riportati forniscono prove dirette di un'età minima di circa 1,75 miliardi di anni fa per la differenza tra batteri portatori di tilacoidi e cianobatteri non contenenti tilacoidi. Scrivono i ricercatori.

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“Ci aspettiamo che analisi ultrastrutturali simili di microfossili ben conservati possano espandere la documentazione geologica degli organismi fotosintetici ossigenati, i primi ecosistemi anossici in cui si sono evolute cellule complesse”.

La ricerca è stata pubblicata in natura.