Para ilmuwan baru saja menemukan rahasia berusia 1,75 miliar tahun tentang asal usul kehidupan

Fosil-fosil kecil yang menghabiskan waktu hampir dua miliar tahun terperangkap dalam potongan-potongan batu purba memberi kita bukti pertama adanya fotosintesis di Bumi.

Dalam Formasi McDermott di gurun Australia utara, disebut struktur kecil Tilakoid Itu ditemukan dalam apa yang diyakini sebagai fosil Sianobakteri Ini berasal dari 1,75 miliar tahun yang lalu.

Struktur ini ditemukan di dalam sel organisme fotosintetik saat ini dan mengandung pigmen klorofil yang digunakan untuk menyerap cahaya untuk fotosintesis.

Ini berarti mikrofosil mewakili bukti langsung tertua dari fotosintesis, memberi kita batas bawah baru mengenai usia kemunculan cyanobacteria yang mengandung tilakoid, dan alat baru untuk memahami ekosistem awal bumi dan bagaimana kehidupan muncul di planet kita.

“Studi kami memberikan bukti langsung keberadaan cyanobacteria yang aktif secara metabolik yang melakukan fotosintesis anoksik.” tulis tim yang dipimpin oleh ahli mikrobiologi Catherine Demoulin Dari Universitas Liège.

Hasilnya menunjukkan bahwa analisis rinci terhadap fosil lain dapat mengidentifikasi struktur yang lebih mirip, menunjukkan dengan tepat momen ketika struktur fotosintesis dilahap dan diberi energi oleh bentuk pertama sel alga kompleks.

Fotosintesis, yang menggunakan sinar matahari untuk mengubah air dan karbon dioksida menjadi glukosa dan oksigen, mungkin tampak seperti sesuatu yang diam-diam dilakukan oleh tumbuhan dan ganggang, tetapi ini adalah dasar bagi kelangsungan hidup hampir semua makhluk hidup.

Organisme fotosintetik tidak hanya membentuk dasar dari sebagian besar jaring makanan, proses metabolisme mereka juga mengisi atmosfer dengan oksigen yang dapat bernapas yang dibutuhkan sebagian besar dari kita untuk bertahan hidup.

Kita tahu bahwa pada awal sejarah bumi, tidak banyak oksigen yang mengambang bebas di atmosfer dan lautan. Namun, berbagai bukti geokimia mengungkapkan bahwa kadar oksigen tiba-tiba meningkat Sekitar 2,4 miliar tahun yang lalu Apa yang disebut dengan peristiwa oksidasi besar. Tidak jelas mengapa hal ini terjadi, tetapi salah satu kemungkinannya adalah munculnya organisme fotosintetik.

Bukti mikrofosil tertua yang tak terbantahkan dari cyanobacteria adalah organisme yang disebut Eoentophysalis belcherensisbahkan bertanggal 2,018 miliar tahun yang lalu. Namun fosil seringkali sulit untuk ditafsirkan, dan struktur internalnya tidak selalu utuh. Tidak semua cyanobacteria mengandung tilakoid.

Demoulin dan rekan-rekannya menggunakan teknik mikroskopis resolusi tinggi yang berbeda untuk mengeksplorasi struktur eksternal dan internal mikrofosil dari spesies yang dikenal sebagai Navifosa magenensisHal ini diyakini sebagai cyanobacteria. Di dalam tubuh organisme bersel tunggal dari dua kelas fosil, mereka menemukan membran tilakoid.

Fosil-fosil ini berasal dari Formasi Grassy Bay di Kanada, dan berumur hingga 1,01 miliar tahun yang lalu; dan Formasi McDermott, yang berumur 1,75 miliar tahun. Hal ini memperpanjang catatan fosil tilakoid hingga 1,2 miliar tahun yang lalu – dan berarti fotosintesis oksigenik pasti sudah berevolusi sebelum itu.

Namun yang belum kita ketahui adalah apakah mereka berevolusi seiring berjalannya waktu untuk berkontribusi pada peristiwa oksidasi besar. Hanya dengan menemukan fosil purba dan mempelajarinya dengan cermat, kita dapat menjawab pertanyaan mendesak ini.

“Penemuan tilakoid yang tersimpan di dalamnya N. Magensis Dilaporkan di sini memberikan bukti langsung usia minimum sekitar 1,75 miliar tahun yang lalu untuk perbedaan antara bakteri yang mengandung tilakoid dan cyanobacteria yang tidak mengandung tilakoid. Para peneliti menulis.

“Kami mengantisipasi bahwa analisis ultrastruktural serupa terhadap mikrofosil yang terpelihara dengan baik dapat memperluas catatan geologi organisme fotosintesis oksigenik, ekosistem anoksik awal tempat sel-sel kompleks berevolusi.”

Penelitian ini dipublikasikan di alam.