في أصول الحياة: تم اكتشاف بكتيريا التمثيل الضوئي عمرها 1.75 مليار سنة
تم العثور على البكتيريا الزرقاء التي تمتلك عنصرًا محددًا جدًا في أصل الأوكسجين الأرضي وظهور الحياة المعقدة في أحفورة مجهرية يعود تاريخها إلى 1.75 مليار سنة مضت... أو 1.2 مليار سنة أقدم من أقدم دليل معروف.
اكتشف باحثون من جامعة لييج (بلجيكا) أن أول بكتيريا قادرة على التمثيل الضوئي الأكسجيني (إنتاج الأكسجين)، على غرار النباتات، ظهرت منذ 1.75 مليار سنة على الأقل. وهذا هو أقدم دليل مباشر على وجود بنى مجهرية للتمثيل الضوئي تسمى "الثيلاكويدات"، في أساس المملكة النباتية الحديثة.
البكتيريا الزرقاء في أصل البلاستيدات الخضراء النباتية عمرها 1.75 مليار سنة
تحت مجهر الباحثين، تم رصد مجموعات من الأحافير الدقيقة الأسترالية التي يعود تاريخها إلى 1.75 مليار سنة - أو 1.5 مليار سنة قبل ظهور الديناصورات - بعناية. يشتبه العلماء في أنها تحتوي على البكتيريا الزرقاء، وهي بكتيريا قادرة على التمثيل الضوئي الأكسجيني والتي سبقت النباتات. يتم تنظيف العينات بالحمض للاحتفاظ بالمواد العضوية فقط، ثم يتم غرسها في الراتنج وتقطيعها بسكين ماسي، ويتم الآن تحويل العينات إلى شرائح رفيعة جدًا بحيث تمر الإلكترونات من خلالها.
وهكذا، بفضل المجهر الإلكتروني النافذ، توصل العلماء إلى اكتشاف مذهل. بنية مجهرية ضرورية لعملية التمثيل الضوئي كما نعرفها اليوم، ولكن لم تُعرف أي حفريات عمرها أكثر من 0.55 مليار سنة: الثايلاكويدات. يوضح إيمانويل جافوكس، عالم الأحياء والجيولوجي الذي قاد هذا العمل المنشور في مجلة Nature: "إن الثايلاكويدات فريدة من نوعها بالنسبة للبكتيريا الزرقاء والبلاستيدات الخضراء للنباتات والطحالب". ولسبب وجيه: في الأصل، البلاستيدات الخضراء عبارة عن بكتيريا زرقاء تم استيعابها بواسطة خلايا حقيقية النواة - الخلايا ذات النوى التي تشكل الحيوانات والنباتات، من بين أشياء أخرى.
فهم الأوكسجين العظيم للأرض
لذلك ثبت أن البكتيريا الزرقاء التي تحتوي على الثايلاكويدات، وهي أصل الحياة النباتية، كانت موجودة بالفعل منذ 1.75 مليار سنة! وإذا كان هذا مهمًا، فذلك لأن البكتيريا الزرقاء بشكل عام وتلك التي تمتلك الثايلاكويدات بشكل خاص لعبت دورًا أساسيًا في ظهور أشكال الحياة المعقدة التي نعرفها. منذ 2.4 مليار سنة، أصبح الغلاف الجوي للأرض غنيا بشكل كبير بالأكسجين على أساس دائم، حيث وصل إلى ما يصل إلى 5% من تكوين الهواء ــ مقارنة بحوالي 20% اليوم. وهذا ما يسميه العلماء حدث الأوكسجين العظيم (GOE).
كانت الأرض في السابق مأهولة بشكل أساسي بالكائنات اللاهوائية (التي يعتبر الأكسجين سمًا لها)، وأصبحت على نحو متزايد موطنًا للبكتيريا الزرقاء، التي تنتج الأكسجين من خلال عملية التمثيل الضوئي الأكسجيني. توضح إيمانويل جافوكس: "تستخدم البكتيريا الزرقاء ثاني أكسيد الكربون وأشعة الشمس والماء لإنتاج السكريات والأكسجين". وهي عملية ربما كانت موجودة بالفعل منذ ثلاثة مليارات سنة في البكتيريا الزرقاء التي تفتقر إلى الثايلاكويدات، وهي أول عملية تظهر، ولكن فعاليتها تزيد بمقدار عشرة أضعاف في تلك التي تمتلكها.
يقول إيمانويل جافوكس: "إن ظهور الثايلاكويدات في البكتيريا الزرقاء يمكن أن يؤدي إلى تضخيم GOE". لمعرفة ذلك، علينا أن نذهب إلى أبعد من ذلك، بحثًا عن الثايلاكويدات الأقدم. عمل صبور ودقيق، حيث أن تكوين الحفريات يعتمد على العديد من الظروف التي يمكن أن تغير بشكل دائم الصخور وآثار الحياة التي تحتوي عليها. "لم نكن متأكدين من أن الحفريات التي يبلغ عمرها 1.75 مليار سنة حافظت على الهياكل المجهرية داخل الخلايا الأحفورية!"، يتذكر عالم الأحياء. تضيف مبتسمة: شهود لا تقدر بثمن على الحياة المجهرية “الأكثر تنوعًا على وجه الأرض منذ نشأة الحياة” والتي يعتبرها العالم دائمًا “كنوزًا”.
المصدر : مواقع ألكترونية