أحافير عمرها 1.75 بليون سنة تسلط الضوء على كيفية تطور عملية البناء الضوئي
أحافير البكتيريا من أستراليا تحتوي على أقدم دليل على هياكل البناء الضوئي، والتي ربما كانت السبب وراء تراكم الأكسجين في الغلاف الجوي للأرض
بقلم غرايس وايد
حدد الباحثون هياكل البناء (التمثيل) الضوئي Photosynthetic structures داخل أحافير بكتيريا زرقاء Cyanobacteria بلغ عمرها 1.75 بليون سنة. ويعد هذا الاكتشاف أقدم دليل على هذه الهياكل حتى الآن، ويقدم أدلة حول كيفية تطور عملية البناء الضوئي Photosynthesis. حللت إيمانويل جافو Emmanuelle Javaux، من جامعة لييج University of Liège في بلجيكا، وزملاؤها الأحافير التي جمعتها من الصخور في ثلاثة مواقع. وقد كان أقدم موقع هو تكوين ماكديرموت McDermott Formation البالغ عمره 1.75 بليون عام تقريبًا في أستراليا، والموقعان الآخران هما تكوين خليج غراسي Grassy Bay Formation البالغ عمره بليون عام في كندا وتكوين Bllc6 في جمهورية الكونغو الديمقراطية.
ومن هذه الصخور، استخرج الباحثون البكتيريا الزرقاء Cyanobacteria المتأحفرة، التي تنتج الطاقة من خلال عملية التمثيل الضوئي. تقول جافو: «إنها صغيرة جدًا، أقل من ملليمتر واحد، لذا لا يمكنك رؤيتها بعينيك». وضعت هي وزملاؤها الأحافير في مادة صمغية، وقطّعوها إلى شرائح يتراوح سمكها بين 60 و70 نانومترًا باستخدام سكين بحواف ماسية، ثم حللوا الهياكل الداخلية باستخدام مجهر إلكتروني.
البكتيريا الزرقاء من أستراليا وكندا تحتوي على الثايلاكويدات Thylakoids، أو الأكياس المرتبطة بغشاء حيث يحدث البناء الضوئي
ووجدوا أن البكتيريا الزرقاء من أستراليا وكندا تحتوي على الثايلاكويدات Thylakoids، أو الأكياس المرتبطة بغشاء حيث يحدث البناء الضوئي. تقول جافو: «هذه هي أقدم الثايلاكويدات المتأحفرة التي نعرفها حالياً». في السابق، كان عمر أقدم أحافير الثايلاكويد معروفة هو نحو 550 مليون سنة. وتقول: «لذلك، مددنا السجل الأحفوري بمقدار 1.2 بليون سنة».
وهذا مهم لأنه ليست كل البكتيريا الزرقاء تحتوي على ثايلاكويدات، ومن غير الواضح متى تطورت هذه الهياكل -التي جعلت عملية التمثيل الضوئي أكثر كفاءة- لأول مرة، كما يقول كيفن بويس Kevin Boyce من جامعة ستانفورد Stanford University في كاليفورنيا.
ويقول: يمكننا الآن أن نؤرخ هذا التنوع بما لا يقل عن 1.75 بليون سنة مضت. يبلغ عمر أقدم أحافير البكتيريا الزرقاء نحو 2 بليون سنة، على الرغم من أن الأدلة الأخرى، مثل التوقيعات الجيوكيميائية، تشير إلى أن عملية التمثيل الضوئي كانت موجودة لفترة أطول من ذلك.
ويعتقد على نطاق واسع أن البكتيريا الزرقاء هي التي قادت تراكم الأكسجين في الغلاف الجوي للأرض قبل 2.4 بليون سنة. تقول جافو: «إحدى الأفكار هي أنه ربما تكونت الثايلاكويدات في هذا الوقت، مما أدى إلى زيادة كمية الأكسجين على الأرض». وتقول: «الآن بعد أن عثرنا على ثايلاكويدات قديمة جدًا، ومحفوظة في صخور قديمة جدًا، نعتقد أنه يمكننا العودة إلى الوراء في الزمن ومحاولة اختبار هذه الفرضية».
© 2024, New Scientist, Distributed by Tribune Content Agency LLC
