Opdagelse af nye typer mikrofossiler kan svare på ældgamle videnskabelige spørgsmål

Forskere har længe overvejet, hvordan og hvornår udviklingen af ​​prokaryoter til eukaryoter fandt sted. Et samarbejdende forskerhold fra Tohoku University og University of Tokyo kan have givet nogle svar efter at have opdaget nye typer mikrofossiler, der daterer 1,9 milliarder år.

Detaljer om deres resultater blev offentliggjort i tidsskriftet Precambrian Research den 19. august 2022.

Gunflint-formationen krydser den nordlige del af Minnesota ind i Ontario, langs den nordvestlige kyst af Lake Superior. De første bakterielle mikrofossiler blev opdaget der i 1954, med Gunflint mikrofossiler nu anerkendt som et "benchmark" inden for livsevolution.

Alligevel er der siden 1970'erne blevet udført lidt forskning i mangfoldigheden af ​​Gunflint-mikrofossiler, og der er ikke rapporteret noget afgørende bevis for eukaryote mikrofossiler.

I et forsøg på at revurdere mikrofossilerne gennemførte forskerholdet en geologisk undersøgelse af Gunflint-formationen og indsamlede mikrofossilholdige bjergarter. Efter at have undersøgt mikrofossilernes tredimensionelle form og størrelsesfordeling, afslørede de fem typer mikrofossiler:koloniale, ellipsoidale, intracellulære inklusionsbærende (ICI), spinøse og halebærende typer.

"De nyfundne er mere funktionelle," sagde lederen af ​​teamet Kohei Sasaki, en forsker ved Tohoku University. "De ellipsoide mikrofossiler ligner moderne cyanobakterier, som udviklede sig for at forbedre deres tolerance over for barske miljøer; hvorimod kemisk analyse viste, at ICI-mikrofossilerne var fyldt med næringsstoffer."

Dette giver bevis for, at mikroorganismerne udviklede sig til at opbevare næringsstoffer, der kunne modstå miljøstress.

I mellemtiden viste de spinøse og halebærende typer egenskaber, der er fordelagtige for motilitet og næringsstofoverførsel mellem celler, et typisk morfologisk træk ved eukaryoter.

"Selvom størrelsen af ​​celler er prokaryot per definition, havde de allerede udviklet eukaryote funktioner," tilføjede Sasaki. Dette indikerer, at prokaryoter kan være begyndt at diversificere deres funktioner og forberede sig på evolution før fremkomsten af ​​eukaryoter for 1,8-1,6 milliarder år siden.

Holdet spekulerer i, at det unikke miljø på det tidspunkt lettede den divergerende udvidelse af mikrobielle former. Kollisionen af ​​landmasser fremskyndede oxidativ forvitring fra det friske kontinent til havet. Dette øgede næringsstoftilførslen og hævede havvandstemperaturerne, hvilket gjorde havmiljøet ustabilt.

"Under sådanne forhold diversificerede mikroorganismer sandsynligvis deres morfologi som en overlevelsesstrategi, hvilket banede vejen for eukaryoter til at udvikle sig," fortsatte Sasaki.

Sasaki og hans teams skelsættende opdagelse vil hjælpe videnskabsmænd med at udpege timingen og faktorerne, der indledte udviklingen af ​​prokaryoter til eukaryoter, hvilket ikke kun giver geologisk betydning, men også hjælper inden for biovidenskab og evolutionær biologi. + Udforsk yderligere

Mikrofossiler, muligvis verdens ældste, havde biologiske egenskaber