Изучив окаменевшие клетки, найденные в бассейне реки Конго, ученым удалось обнаружить следы хлорофилла. Возраст этого образца составляет приблизительно 1 миллиард лет, что позволяет отнести его к древнейшим известным многоклеточным водорослям.
Геологическая летопись содержит подробное описание развития жизни на Земле, охватывающее чуть более полумиллиарда лет. Однако, более ранние этапы формирования биосферы, в первую очередь, представляют собой область, требующую дальнейшего изучения протерозойской эре) изучать гораздо труднее. Слишком сильно разрушенными оказываются за это время организмы, которые к тому же при жизни чаще были очень хрупкими и имели микроскопический размер. Ученым известно, что в протерозое наша планета уже была обитаема, но о деталях эволюции на этом ее этапе остается только догадываться. Расчеты биоинформатиков показали, что основные группы организмов возникли еще в протерозое, однако подтвердить это достоверными палеонтологическими находками оказалось непросто. Более того, природа многих протерозойских окаменелостей остается под вопросом — иногда палеонтологи даже не уверены, имеют ли они дело с бактериями, многоклеточными водорослями или животными организмами.
Новая статья в Nature Communication является примером нового подхода к изучению образцов протерозойской эры. Международному коллективу ученых под руководством Мари Катрин Сфорна из Лаборатории ранних следов жизни и эволюции Льежского университета (Бельгия) впервые удалось извлечь остатки молекулы хлорофилла непосредственно из клеток организма Arctacellularia tetragonala. Эта окаменелость была найдена в Демократической Республике Конго, ее возраст составляет около 1 миллиарда лет. Находка позволила обнаружить остатки хлорофилла, что свидетельствует о том, что Arctacellularia tetragonala была фототрофным эукариотическим организмом, одной из наиболее древних многоклеточных водорослей, природа которой не вызывает сомнений» — утверждает Мари Катрин.
Чтобы выявить наличие хлорофилла, исследователям потребовалось применить сложные физические методы, которые базируются на флуоресценции и поглощении синхротронного рентгеновского излучения. Напомним: хлорофиллы представляют собой целую группу пигментов, ярко окрашенных веществ. Они необходимы фототрофным организмам (будь то высшие растения, водоросли или некоторые бактерии) для того, чтобы использовать энергию солнечного света и синтезировать органические соединения.
Продукты разложения хлорофилла, обнаруженные в древних горных породах, сохранившие структурное сходство с этим фотосинтетическим пигментом называют геопорфирины. Примечательно, что древние геопорфирины ученые находили и раньше. Однако в данном случае эти соединения находятся непосредственно внутри некогда живых тканей многоклеточного организма Arctacellularia tetragonala. Именно это служит основанием для его классификации как многоклеточных водорослей — эукариотических организмов, характеризующихся наличием клеточного ядра. Таким образом Arctacellularia tetragonala входит в число самых древних известных водорослей.
Это выдающееся открытие дает возможность восстановить этапы эволюции, которые происходили задолго до появления большинства современных видов. Кроме того, оно позволяет лучше понять произошедшие трансформации условий на древней Земле и их причины. Ведь именно фототрофы (сначала бактерии, а позднее также и эукариоты) стали причиной радикальных преобразований облика Земли в протерозое. Дело в том, что в качестве побочного продукта фотосинтеза они, как правило, выделяют кислород. Накопление этого газа изменило облик нашей планеты до неузнаваемости и, в частности, сделало возможным возникновение защитного озонового слоя.