La evidencia directa más antigua de la fotosíntesis se encontró en fósiles que datan de hace 1.750 millones de años.
Los científicos recolectaron fósiles de Australia, Canadá y la República Democrática del Congo y descubrieron que las muestras australianas y canadienses contenían evidencia de cianobacterias, la forma de vida más antigua de la Tierra. Los científicos creen que las cianobacterias surgieron por primera vez hace entre 2 y 3 mil millones de años, antes de que evolucionaran para producir o ser capaces de producir oxígeno. Fotosíntesis.
En un estudio publicado el 3 de enero en la revista la naturalezaLos investigadores han descubierto estos fósiles de cianobacterias que contienen estructuras fotosintéticas llamadas membranas tilacoides, que contienen pigmentos como la clorofila que convierten la luz en energía química a través de la fotosíntesis.
Las cianobacterias se conservan en las arcillas del suelo que se compactan con el tiempo para convertirse en roca. Los investigadores utilizaron una técnica llamada microscopía electrónica de transmisión (TEM) para ver las membranas y otros pequeños detalles conservados en los fósiles.
En lugar de utilizar luz para obtener imágenes de objetos, TEM utiliza electrones, que tienen una longitud de onda más corta que la luz, lo que nos permite ver detalles hasta el nivel atómico. Los científicos bombardean la muestra con un haz de electrones. Algunos electrones pasan pero otros son absorbidos o dispersados por partes más densas del material.
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«Encontrar estas membranas nos dice que (estas células) son cianobacterias que llevan a cabo la fotosíntesis oxigenada», dijo el autor principal. Emmanuel Javaux, dijo a Live Science un paleobiólogo de la Universidad de Lieja en Bélgica. «Esto hace retroceder el registro fósil de tales membranas a 1.200 millones de años».
Identificar el momento exacto en el que las cianobacterias desarrollaron la capacidad de producir oxígeno es un hito importante en la historia natural de la Tierra, dijo Javaux.
La concentración de oxígeno en la atmósfera de la Tierra aumentó drásticamente hace unos 2.450 millones de años, en lo que se conoce como el Gran Evento de Oxidación.
El aumento del oxígeno atmosférico transformó la vida en la Tierra. Esto desbloqueó la respiración aeróbica para muchas formas de vida y aumentó la tasa de erosión mineral y proporcionó nutrientes a diversos ambientes.
Sin embargo, los científicos no saben si el Gran Evento de Oxidación fue desencadenado por la evolución de la fotosíntesis oxigenada o si otros eventos ambientales o geológicos ocurrieron primero.
Los impulsores biológicos y físicos exactos del Gran Evento de Oxidación son profundamente debatidos entre los científicos. Aunque la fotosíntesis de las cianobacterias se acepta generalmente como la principal causa del aumento de las concentraciones de oxígeno, factores como las erupciones volcánicas o la disminución de los niveles de hierro en los océanos también han influido.
«Si la fotosíntesis oxigenada evoluciona muy temprano, pero los niveles de oxígeno se acumulan en la atmósfera mucho más tarde, esto sugiere que están en juego otros procesos, como el entierro de carbono orgánico». Greg Fournierdijo a WordsSideKick.com un geólogo del Instituto de Tecnología de Massachusetts, que no participó en el estudio.
La edad de las estructuras fosilizadas en el nuevo estudio encaja bien dentro de los límites de las teorías actuales sobre cuándo surgieron las cianobacterias con membranas tilacoides, dijo Fournier.
El uso de la microscopía electrónica por parte de los investigadores les permitió volver a analizar especímenes fósiles más antiguos y existentes con la misma técnica de imagen para determinar cuándo las cianobacterias desarrollaron por primera vez membranas tilacoides.
«Podemos potencialmente cronometrar estos descubrimientos evolutivos y conectarlos con la historia de la biosfera», dijo Fournier.
