منشأ فتوسنتز در گیاهان به ۱.۲۵ میلیارد سال قبل برمی‌گردد

بر اساس مطالعات جدید دانشمندان زمین‌شناسی دانشگاه مک‌گیل، قدیمی‌ترین فسیل‌های جلبک در جهان به حدود یک میلیارد سال پیش بازمی‌گردد. این پژوهش که در مجله Geology منتشر شده، می‌تواند رموزی که سال‌ها است در مورد فسیل جلبک‌ها وجود دارد حل کند. فسیل جلبک Bangiomorpha pubescens برای اولین بار در سال ۱۹۹۰ در سنگ‌های شمالگان کانادا کشف شد. اعتقاد بر این است که جانداران میکروسکوپی، قدیمی‌ترین اجداد شناخته‌شده گیاهان و حیوانات هستند. تخمین دقیق پیدایش آن‌ها مشکل است و حدس زده می‌شود در محدوده بین ۷۲۰ میلیون تا ۱.۲ میلیارد سال پیش شکل گرفته‌اند.

یافته‌های جدید، شواهدی نشان می‌دهند که دوره‌ای از تاریخ زمین که به آن بورینگ بیلیون گفته می‌شود، چندان هم ساده و یکنواخت نبوده است. بلکه بین ۰.۸ تا ۱.۸ میلیارد سال پیش، آرکیاها، باکتری‌ها و تعداد انگشت‌شماری موجودات پیچیده به خاطر تغییرات ناچیز محیطی یا زیستی، در اقیانوس‌ها منقرض شده‌اند. در حقیقت حدود ۵۴۱ میلیون سال پیش که به‌اصطلاح عصر انفجار کامبرین شناخته می‌شود، ممکن است این دوران مرحله‌ای برای تکثیر اشکال پیچیده‌تر فراهم شده باشد. شواهد نشان می‌دهد که شکل‌گیری بیوسفر زمین و محیط اطراف آن در اواخر دوره بورینگ بیلیون، فعالیت‌های زیستی پویاتر از آنچه قبلا می‌پنداشتند بوده است.

پژوهشگران فسیل‌های Bangiomorpha pubescens را در یک منطقه دور از دسترس و ناهموار در جزیره بافین یافتند. با وجود آنکه فسیل کشف‌شده در ماه آگوست و در شرایط برف و بوران شدید رخ داد، دانشمندان توانستند نمونه فسیل‌های جلبک را از سنگ‌های شیل که در لایه‌ای از دیگر سنگ‌ها قرار گرفته بود، جمع‌آوری کنند. با استفاده از روش تخمین روتنیوم- اوسمیم که در سال‌های اخیر به‌طور گسترده برای تعیین سن سنگ‌های رسوبی استفاده می‌شود، سن دقیق سنگ‌ها ۱.۰۴۷ میلیارد سال محاسبه شد. پروفسور گالن هالورسون از بخش علوم سیاره‌ای و زمین دانشگاه مک‌گیل، در مورد این کشف فسیل‌ها می‌گوید:

این‌که فسیل‌ها ۱۵۰ میلیون سال قدیمی‌تر از آن هستند که قبلا تصور می‌شد، تأییدی بر جذاب و بی‌نظیر بودن این فسیل‌ها است. این اتفاق، دانشمندان را قادر می‌سازد که ارزیابی دقیق‌تری بر تکامل اولیه یوکاریوت‌ها داشته باشند.

ازآنجاکه Bangiomorpha pubescens به جلبک‌های قرمز امروزی بسیار نزدیک هستند، دانشمندان تعیین کرده بودند جلبک‌های باستانی، مانند گیاهان از نور خورشید، دی‌اکسید کربن و آب برای تولید مواد مغذی استفاده می‌کردند. دانشمندان حدس می‌زنند کلروپلاست که بخش فتوسنتز در سلول گیاهان است، زمانی شکل گرفت که یوکاریوت‌ها، باکتری‌های ساده فتوسنتز کننده را به درون سلول خود انتقال دادند. در نهایت، یوکاریوت‌ها DNA جدید خود را به نسل‌های بعد منتقل کردند که گیاهان و درختان امروزی در سراسر جهان در خود دارند.

بعد از آن‌که دانشمندان زمان فسیل‌ها را ۱.۰۴۷ میلیارد سال پیش به دست آوردند، در مرحله بعد با استفاده از یک مدل از محاسبات کامپیوتری که به آن ساعت مولکولی گفته می‌شود، رویداد‌های تکاملی را بر اساس نرخ جهش ژنتیکی محاسبه کردند. نتایج محاسبات نشان دادن که زمان ترکیب کلروپلاست در سلول یوکاریوت‌ها به ۱.۲۵ میلیارد سال قبل بازمی‌گردد. دکتر گیبسون از دیگر دانشمندان این تیم تحقیقاتی می‌گوید:

انتظار داریم و امیدواریم که دیگر دانشمندان نیز با تمرکز بر فسیل تازه کشف‌شده، محاسبات مربوط به ساعت مولکولی خود را جهت تعیین زمان وقایع تکاملی به کار گیرند و با محاسبات ما مقایسه کنند. اگر دیگر دانشمندان بتوانند روش‌های دقیق‌تری برای محاسبات تشکیل کلروپلاست ارائه کنند، در نهایت می‌توان تصمیم گرفت چه محاسباتی دقیق‌تر است و مناسب‌ترین روش را جهت تعیین زمان به دست آورد.