最早的证据显示光合作用至少在17.5亿年前进化

在古代岩石块中花费了近20亿年的微小化石为我们提供了地球上光合作用的最早证据。

在澳大利亚北部沙漠的麦克德莫特地层中，被称为类囊体在被认为是化石的东西中被发现蓝藻可以追溯到 17.5 亿年前。

这些结构存在于当今含有色素叶绿素的光合生物的细胞内，叶绿素用于吸收光合作用的光。

这意味着微化石代表了光合作用最古老的直接证据，为我们提供了携带类囊体的蓝藻出现的新最低年龄，以及了解早期地球生态系统以及生命如何在我们的星球上出现的新工具。

“我们的研究为进行含氧光合作用的代谢活性蓝藻的存在提供了直接证据，”由古微生物学家凯瑟琳·德莫林（Catherine Demoulin）领导的团队写道列日大学。

这些发现意味着，对其他化石的详细分析可以识别出更多类似的结构，确定光合作用结构被最早形式的复杂藻类细胞吞噬并发挥作用的那一刻。

利用阳光将水和二氧化碳转化为葡萄糖和氧气的光合作用，似乎植物和藻类只是在那里悄悄地对自己做着什么，但它是几乎所有生物生存的基础。

光合生物不仅构成了大多数食物网的基础，而且它们的新陈代谢过程使大气中充满了可呼吸的氧气我们大多数人需要生存。

我们知道，在地球历史的早期，大气和海洋中并没有很多氧气自由漂浮。然而，不同的地球化学证据显示，氧气含量突然飙升大约24亿年前在所谓的大氧化事件中。目前尚不清楚是什么原因造成的，但一种可能性是光合生物的出现。

蓝藻最早的无可争议的微化石证据是一种名为Eoentophysalis belcherensis（贝尔彻氏鲷），日期可达20.18亿年前.但化石往往是难以解释，它们的内部结构并不总是完好无损地存活下来。并非所有蓝藻物种都有类囊体。

Demoulin和她的同事们使用不同的高分辨率显微镜技术来探测一种被称为Navifusa majensis，被认为是蓝藻。而且，在来自两个化石床的单细胞生物体内，他们发现了类囊体膜。

这些化石来自加拿大的格拉西湾组，可追溯到10.1亿年前;以及麦克德莫特地层，可以追溯到 17.5 亿年前。这将类囊体的化石记录向前延长了12亿年，这意味着含氧光合作用必须在此之前进化。

但我们仍然不知道的是，它是否及时进化到促成了大氧化事件。只有找到并仔细研究更古老的化石，才能为这个紧迫的问题提供答案。

“发现保存完好的类囊体马氏奈瑟菌这里报道的最小年龄约为17.5亿年前，为携带类囊体和无类囊体的蓝藻之间的差异提供了直接证据。研究人员写道.

“我们预测，对保存完好的微化石进行类似的超微结构分析可能会扩大含氧光合作用的地质记录，以及复杂细胞发育的早期弱含氧生态系统的地质记录。

该研究已发表在自然界.

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