蓝藻的显微镜图像。 图片来源：Shutterstock / Ekky Ilham

研究人员在距今17.5亿年的蓝藻化石中发现了光合作用结构，这是迄今为止最古老的证据，这一发现为了解光合作用是如何进化的提供了线索。相关研究1月3日发表于《自然》。

比利时列日大学的Emmanuelle Javaux等人分析了从3个地点的岩石中采集的化石。最古老的地点是澳大利亚距今约17.5亿年的McDermott地层，另外两个是有10亿年历史的加拿大Grassy Bay地层和刚果民主共和国的Bllc6地层。

研究人员从这些岩石中提取了蓝藻化石——蓝藻能够利用光合作用产生能量。Javaux说：“它们非常小，不到1毫米，所以你无法用肉眼看到。”Javaux和同事将化石放入树脂中，并将它们切成60纳米至70纳米厚的切片，然后用电子显微镜分析其内部结构。

科学家发现，来自澳大利亚和加拿大的蓝藻含有类囊体，即进行光合作用的膜囊。Javaux说：“这些是目前所知最古老的类囊体化石。在此之前，最古老的类囊体化石距今约5.5亿年。因此，我们将化石记录向前推了12亿年。”

美国斯坦福大学的Kevin Boyce说，这一点非常重要，因为并非所有蓝藻都有类囊体，而且目前还不清楚这些能提高光合作用效率的结构是何时开始进化的。他表示，现在至少可以将时间追溯到17.5亿年前。最古老的蓝藻化石距今约20亿年，但地球化学特征等其他证据表明，光合作用的历史甚至比这还要长。

人们普遍认为，24亿年前，蓝藻推动了地球大气中氧气的积累。Javaux说：“也许它们在这个时候进化出类囊体，从而增加了地球上的氧气量。既然已经发现了非常古老的类囊体，而且它们可以保存在非常古老的岩石中，我们就可以追溯到更久远的年代，并尝试验证这一假设。”（王兆昱）

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-023-06896-7