首次鉴定地球上最早的光营养真核生物

研究人员首次在刚果盆地页岩中保存的一种具有十亿年历史的多细胞藻类微体化石中发现了叶绿素残留的原位证据。这一发现使我们能够毫不含糊地确定化石记录中最早的光营养真核生物之一。这项研究为研究第一生态系统中真核生物的多样性开辟了新的视角。

　　

光合作用的出现是真核生物进化的一个基本步骤，因此也是生命进化的一个基本步骤，因为它深刻地改变了陆地生态系统。虽然分子时钟(生物学家用来测定两个物种与它们共同祖先之间的时间距离的一种技术)预测这种现象出现在元古代(第三个前寒武纪，25亿到5.41亿年前)，但科学家们发现很少有明确的光合真核生物的微化石。对单个微化石的代谢副产物进行原位检测是直接识别其代谢产物的关键，但迄今为止，这仍是一个难以捉摸的问题。

ULiège大学早期生命痕迹实验室博士后研究员Marie Catherine Sforna在Emmanuelle Javaux教授的指导下，对刚果盆地化石进行了一项新的科学研究。刚刚提供了一种新的方法，使用荧光和同步加速器X射线吸收来识别化石记录中第一批真核生物的光营养代谢(与从光中获取能量的生物体有关)。刚果民主共和国境内的刚果盆地页岩中保存的碳质压缩化石。

与澳大利亚国立大学(澳大利亚)、世界地质地图委员会(法国)、瑞士光源(瑞士)、同步太阳加速器(法国)、里尔大学(法国)合作，UR FOCUS (Liège)和中部非洲皇家博物馆(比利时)来自Liège大学的研究人员已经在一个多细胞真核生物(Arctacellularia tetragonala)的细胞中发现了原位保存的镍地卟啉蛋白(nickel-geoporphyrins)，该真核生物大约有10亿年的历史。Catherine Sforna解释说:“我们将这些片段鉴定为叶绿素衍生物，这表明Arctacellularia tetragonala是一种光养真核生物，是最早的明确的藻类之一。”

这种新方法适用于10亿年历史的超成熟岩石，为理解前寒武纪真核生物光养的进化和早期生态系统初级生产者的多样化提供了新的途径。

Marie Catherine Sforna, Corentin C. Loron, Catherine F. Demoulin, Camille François, Yohan Cornet, Yannick J. Lara, Daniel Grolimund, Dario Ferreira Sanchez, Kadda Medjoubi, Andrea Somogyi, Ahmed Addad, Alexandre Fadel, Philippe Compère, Daniel Baudet, Jochen J. Brocks, Emmanuelle J. Javaux. Intracellular bound chlorophyll residues identify 1 Gyr-old fossils as eukaryotic algae. Nature Communications, 2022; 13 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-27810-7