Основа фотосинтеза началась 1,25 миллиарда лет назад

По | 08.07.2020

  • Новое исследование показывает, что происхождение фотосинтеза у современных растений началось почти 1,25 миллиарда лет назад.
  • Предыдущие исследования поместили его где-то между 0,7 и 1,2 миллиарда лет.
  • Исследователи помещают возраст окаменелости Bangiomorpha pubescens в молекулярные часы, чтобы точно измерить, когда был создан хлоропласт.

Фотосинтез развился очень рано в истории Земли. Поскольку газы, выделяемые организмами, изменяли условия освещения, от которых они зависели, им приходилось приобретать новые цвета. Хотя некоторые этапы фотосинтеза до сих пор не совсем понятны, общее уравнение фотосинтеза известно с 19-го века.

Согласно новому исследованию, проведенному учеными-геологами в Университете Макгилла в Канаде, самым древним окаменелостям водорослей на Земле уже миллиард лет. По их оценкам, происхождение фотосинтеза у современных растений началось примерно 1,25 миллиарда лет назад. По более ранним оценкам, он находился где-то между 720 и 1,2 миллиардами лет.

Эти находки могут раскрыть давние загадки ископаемых водорослей Bangiomorpha pubescens, которые были впервые обнаружены в 1990 году в арктической Канаде. Они — самый старый известный прямой предок современных животных и растений, но его возраст был плохо определен хронологически и таксономически.

Оказывается, продолжительность земной истории, которую часто называют «скучным миллиардом», может быть не такой уж скучной. На самом деле, это могло бы быть более динамичным, чем считалось ранее.

Между 1,8 миллиарда и 800 миллионов лет назад бактерии, археи и множество других организмов, которые с тех пор вымерли, мелькали вокруг океанов Земли с небольшими биологическими изменениями. Эпоха могла бы стать платформой для распространения еще более сложных форм жизни, которые достигли своего пикового уровня 541 миллион лет назад с помощью кембрийского взрыва.

Нахождение точного возраста окаменелостей

Чтобы найти точный возраст окаменелостей, исследователи искали грубую и ухабистую область отдаленного острова Баффина, где были найдены Bangiomorpha pubescens. Они собрали образцы черного сланца из горных пород, состоящих из окаменелостей водорослей.

Применяя метод датирования рений-осмий (тип радиометрического датирования, основанного на бета-распаде изотопа рения до осмия) в осадочных породах, исследователи обнаружили, что породы имеют 1,047 миллиарда лет — на 150 миллионов лет моложе, чем предыдущие оценки.

Эти результаты позволят исследователям сделать более точные оценки ранней эволюции эукариот — организма (включая животных и растения), клетки которого имеют клеточное ядро ​​и другие органеллы, заключенные в мембраны. Эукариоты могут быть одноклеточными или многоклеточными организмами.

Bangiomorpha pubescens | Источник изображения: ResearchGate

Так как Bangiomorpha pubescens очень похож на современные красные водоросли, исследователи ранее предполагали, что древние водоросли, такие как зеленые растения, использовали солнечный свет для синтеза питательных веществ из воды и углекислого газа. Они обнаружили, что хлоропласт (органеллы, специализированные компартменты в клетках растений и водорослей) был создан очень давно, когда эукариот поглотил фотосинтетическую бактерию. С тех пор ему удалось передать эту ДНК своим преемникам, включая деревья и растения, производящие большую часть мировой биомассы в настоящее время.

Ссылка: GeoScienceWorld | doi.org/10.1130/G39829.1 | Университет Макгилла

Происхождение хлоропласта

После определения возраста окаменелости исследователи включили эти данные в молекулярные часы, которые представляют собой компьютерную модель, основанную на частоте мутаций биомолекул, для измерения времени в предыстории, когда две или более жизненных форм расходились.

Они обнаружили, что хлоропласт, должно быть, был поглощен эукариотами примерно 1,25 миллиарда лет назад. Дата первичного пластидного эндосимбиоза может рассматриваться как точка отсчета для изучения окаменелостей ранних эукариот и их роли в протерозойской биосфере.

Читайте: астрономы находят молодые звезды в старой части Млечного пути

Команда надеется и ожидает, что другие исследователи будут использовать эти данные в своих собственных молекулярных часах, чтобы измерить время критических событий истории и перекрестно проверить их результаты.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *