Pequeños fósiles que pasaron casi 2 mil millones de años encerrados en pedazos de roca antigua nos brindan la primera evidencia de fotosíntesis en la Tierra.

En la Formación McDermott en el desierto del norte de Australia, pequeñas estructuras llamadas tilacoides fueron descubiertos en lo que se cree que está fosilizado cianobacterias que se remonta a hace 1,75 mil millones de años.

Estas estructuras se encuentran hoy dentro de las células de los organismos fotosintéticos que contienen el pigmento clorofila, utilizado para absorber la luz durante la fotosíntesis.

Esto significa que los microfósiles representan la evidencia directa más temprana de la fotosíntesis, lo que nos brinda una nueva edad mínima para la aparición de cianobacterias portadoras de tilacoides y una nueva herramienta para comprender los primeros ecosistemas de la Tierra y cómo surgió la vida en nuestro planeta.

«Nuestro estudio proporciona evidencia directa de la presencia de cianobacterias metabólicamente activas que realizan la fotosíntesis oxigenada». escribe un equipo dirigido por la paleomicrobióloga Catherine Demoulin de la Universidad de Lieja.

Los hallazgos implican que un análisis detallado de otros fósiles podría identificar más estructuras como esta, señalando el momento en que las estructuras fotosintéticas fueron engullidas y puestas a trabajar por las primeras formas de células de algas complejas.

La fotosíntesis, que aprovecha la luz solar para convertir el agua y el dióxido de carbono en glucosa y oxígeno, puede parecer algo que las plantas y las algas se están haciendo silenciosamente, pero es la base para la supervivencia de casi todos los seres vivos.

Los organismos fotosintéticos no sólo forman la base de la mayoría de las cadenas alimentarias, sino que sus procesos metabólicos llenan la atmósfera con el oxígeno respirable que la mayoría de nosotros necesitamos para sobrevivir.

Sabemos que al principio de la historia de la Tierra, no había mucho oxígeno flotando libremente en la atmósfera y los océanos. Sin embargo, diferentes líneas de evidencia geoquímica revelan que los niveles de oxígeno aumentaron repentinamente hace unos 2.400 millones de años en lo que se conoce como el Gran Evento de Oxidación. No está claro qué causó esto, pero una posibilidad es la aparición de organismos fotosintéticos.

La primera evidencia microfósil indiscutible de cianobacterias es un organismo llamado Eoentophysalis belcherensisfechado hasta Hace 2.018 millones de años. Pero los fósiles suelen ser difíciles de interpretar y sus estructuras internas no siempre sobreviven intactas. Y no todas las especies de cianobacterias tienen tilacoides.

Demoulin y sus colegas utilizaron diferentes técnicas de microscopía de alta resolución para sondear las estructuras externas e internas de microfósiles de una especie conocida como Navifusa majensis, consideradas cianobacterias. Y, dentro de los cuerpos de organismos unicelulares de dos yacimientos de fósiles, encontraron membranas tilacoides.

Estos fósiles procedían de la Formación Grassy Bay en Canadá y databan de hace 1.010 millones de años; y la Formación McDermott, que se remonta a hace 1.750 millones de años. Esto amplía el registro fósil de los tilacoides en la asombrosa cifra de 1.200 millones de años, y significa que la fotosíntesis oxigenada debe haber evolucionado antes de esa fecha.

Pero lo que aún no sabemos es si evolucionó a tiempo para contribuir al Gran Evento de Oxidación. Sólo encontrar y estudiar cuidadosamente fósiles aún más antiguos podría darnos una respuesta a esta pregunta candente.

«El descubrimiento de tilacoides conservados dentro N. majensis «Lo reportado aquí proporciona evidencia directa de una edad mínima de hace aproximadamente 1,75 mil millones de años para la divergencia entre las cianobacterias portadoras de tilacoides y las cianobacterias libres de tilacoides», los investigadores escriben.

«Anticipamos que análisis ultraestructurales similares de microfósiles bien conservados podrían ampliar el registro geológico de fotosintetizadores oxigenados y los primeros ecosistemas débilmente oxigenados en los que se desarrollaron células complejas».

La investigación fue publicada en Naturaleza.