研究人员将光合作用的起源追溯到12.5亿年前

时间：2021-07-18 12:52:06 来源：

巴芬岛（Baffin Island）海岸特林布莱峡（Tremblay Sound）上方的Angmaat地层。耻骨桑（Bangiomorpha pubescens）化石发生在大约500米厚的岩层中。蒂莫西·吉布森（Timothy Gibson）

麦吉尔大学地球科学家的一项最新分析显示，世界上最古老的藻类化石已有十亿年的历史。基于这一发现，研究人员还估计，当今植物中光合作用的基础已经建立在12.5亿年前。

这项研究发表在《地质》杂志上，该研究可以解决化石藻类中长期存在的谜团，该物种于1990年在加拿大北极地区的岩石中首次发现。人们认为这种微观生物是现代动植物中最古老的直接祖先，但是它的年龄只有很短的时间，据估计，它的存在时间在7.2亿至12亿年之间。

这些新发现还增加了最近的证据，证明毕竟不是一段无聊的地球历史间隔通常被称为“无聊的十亿”。从1.8到8亿年前，古细菌，细菌和少数自那时以来灭绝的复杂生物就在地球的海洋周围灭绝，几乎没有任何生物或环境变化可证明这一点。大概是这样。实际上，那个时代可能为更复杂的生命形式的扩散奠定了基础，这种生命形式在5.41亿年前的所谓寒武纪爆炸中达到了顶点。

这项新研究的主要作者麦吉尔（McGill）博士生蒂莫西·吉布森（Timothy Gibson）说：“已有证据表明，'无聊的十亿'人口中后期的地球生物圈和环境实际上比以前想象的要活跃得多。”

查明化石的年龄

为了确定化石的年龄，研究人员在偏远的巴芬岛崎rug不平的地方扎营，在那里发现了邦吉morph（Bangiomorpha pubescens）化石，尽管偶尔有八月的暴风雪和帐篷坍塌的风，他们还是从岩石层收集了黑色页岩的样本，将包含藻类化石的岩石单元夹在中间。近年来，使用-dating（或Re-Os）测年技术越来越多地应用于沉积岩中，他们确定这些岩石的年龄为10.47亿年。

这项研究的资深作者，麦吉尔大学地球与行星科学系副教授加伦·哈尔弗森说：“这比通常的估计年龄少了1.5亿年，并且证实了这种化石是引人注目的。”“这将使科学家能够对真核生物的早期进化做出更精确的评估，”真核生物是包括植物和动物在内的细胞生物。

由于Bangiomorpha pubescens与现代红藻几乎相同，因此科学家先前确定，古老的藻类（如绿色植物）利用阳光从二氧化碳和水中合成养分。科学家还确定，叶绿体是植物细胞中的光合作用结构，是在很久以前的真核生物吞噬了光合作用的简单细菌时产生的。然后，真核生物设法将DNA传递给其后代，包括产生当今世界大部分生物量的植物和树木。

叶绿体的起源

一旦研究人员确定了化石的年龄为10.47亿年，他们便将p插入了“分子钟”，这是一种用于根据基因突变率计算进化事件的计算机模型。他们的结论是：叶绿体必须在大约12.5亿年前被整合到真核生物中。

吉布森说：“我们期望并希望其他科学家能将这个年龄的耻骨桑（Bangiomorpha pubescens）插入他们自己的分子钟中，以计算出重要的进化事件的时间并检验我们的结果。”“如果其他科学家设想一种更好的方法来计算叶绿体何时出现，科学界将最终决定哪种估计似乎更合理，并找到测试它的新方法。”

来自劳伦斯伯克利国家实验室，加州理工学院，艾伯塔大学和加拿大地质调查局的科学家为这项研究做出了贡献。

该研究的资金由阿古龙研究所，加拿大自然科学和工程研究理事会，极地大陆架计划，加拿大地质协会和美国地质学会提供。

出版物：蒂莫西·吉布森（Timothy M. Gibson）等人，“青春时期的班氏尾虫（Bangiomorpha pubescens）的精确年龄可追溯到真核生物光合作用的起源”，地质学（2017）DOI：https://doi.org/10.1130/G39829.1

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