Grote ontdekking in piepkleine structuren werpt nieuw licht op het ontstaan van het leven op aarde

In een nieuwe studie hebben onderzoekers van de Universiteit van Luik een monumentale ontdekking gedaan die nieuw licht werpt op de oude geschiedenis van het leven op aarde. Het team, onder leiding van professor Emmanuelle Javaux, heeft de oudst bekende microstructuren in fossiele cellen geïdentificeerd - thylakoïde membranen - die maar liefst 1,75 miljard jaar teruggaan. Deze bevinding, gepubliceerd in het tijdschrift Nature, duwt het fossielenbestand van thylakoïden met een verbazingwekkende 1,2 miljard jaar terug en biedt nieuwe inzichten in de evolutie van cyanobacteriën en hun belangrijke rol bij het zuurstofgehalte van onze vroege planeet.

Het onderzoek, uitgevoerd in het laboratorium Early Life Traces & Evolution van de Astrobiology Research Unit van ULiege, omvatte een nauwgezette onderzoek van de raadselachtige microfossielen die bekend staan als Navifusa majensis (N.majensis) die gevonden zijn in de oude schalie van de McDermott Formatie in Australië, evenals formaties in DRCongo en het Arctische Canada. Door ultrastructurele analyses van fossiele cellen uit twee van deze locaties, kon het team de aanwezigheid van interne membranen met kenmerken die onmiskenbaar wijzen op thylakoïde membranen bevestigen - de locaties van zuurstofhoudende fotosynthese.

De implicaties van deze ontdekking zijn enorm. Deze diepgaande ontdekking identificeert niet alleen N. majensis als een fossiele cyanobacterie, maar heeft ook een aanzienlijke invloed op ons begrip van de tijdlijn van de evolutie van het leven. Cyanobacteriën met thylakoïde membranen zijn nu bekend aanwezig te zijn geweest tijdens het Great Oxygenation Event (GOE) ongeveer 2,4 miljard jaar geleden, een cruciale periode waarin de atmosfeer van de aarde begon zuurstof op te hopen, waardoor de koers van de ontwikkeling van het leven veranderde.

Professor Javaux legt uit: "De oudst bekende fossiele thylakoïden dateren van ongeveer 550 miljoen jaar. Degene die we hebben geïdentificeerd, verlengen het fossielenbestand dus met 1,2 miljard jaar." Ze voegt eraan toe: "De ontdekking van bewaarde thylakoïden in N. majensis levert direct bewijs van een minimale leeftijd van ongeveer 1,75 miljard jaar voor de divergentie tussen cyanobacteriën met thylakoïde en die zonder."

De implicaties van deze ontdekking zijn enorm. Het opent de mogelijkheid om zelfs oudere cyanobacteriële fossielen met thylakoïden te vinden, wat verder kan verduidelijken welke rol deze structuren speelden bij de zuurstofvoorziening van de aarde. Bovendien stelt het wetenschappers in staat om de invloed van dioxygen op de evolutie van complex leven te onderzoeken, inclusief de oorsprong en diversificatie van algen die chloroplasten bezitten die afkomstig zijn van cyanobacteriën.

Javaux concludeert met een reflectie over de betekenis van microscopisch leven, waarbij ze verklaart: "Het bestuderen van het fossielenbestand met nieuwe benaderingen stelt ons in staat om te begrijpen hoe het leven zich ontwikkelde gedurende minstens 3,5 miljard jaar." Haar enthousiasme strekt zich uit buiten onze planeet, aangezien ze opmerkt dat dergelijk onderzoek de zoektocht naar sporen van leven elders in het heelal kan begeleiden.

Deze ontdekking markeert een cruciaal moment in de wetenschappelijke gemeenschap, en biedt een dieper begrip van de oude processen die het leven op aarde hebben gevormd en mogelijk daarbuiten.