Meglepő felfedezés a földi fotoszintézis megjelenéséről

1999-ban egy kutatócsoport bejelentette, hogy Nyugat-Ausztráliában, a Pilbara régióból származó 2, 7 milliárd éves kőzetekben szénhidrogén molekulák nyomaira bukkant. A minták 700 méter mélységben elhelyezkedő agyagpalából származtak. A tudósok akkor arra a megállapításra jutottak, hogy a szervesanyagok valószínűleg fotoszintézist alkalmazó mikroorganizmusok által keletkezhettek. A felfedezés igazolni látszott azt a feltételezést, amely szerint a kőzetek keletkezésének időpontjára már ki kellett fejlődniük a fotoszintézist alkalmazó, oxigént termelő mikroorganizmusoknak.

Egy ausztrál kutatócsoport a Nature-ben publikált kutatási eredményei azonban megcáfolják a korábbi feltételezéseket. A tudósok Birger Rasmussen (Curtin University of Technology in Bentley, Western Australia) vezetésével elővették a közel egy évtizedes mintákat és a legmodernebb technológiát alkalmazva újra átvizsgálták azokat. Méréseik azt mutatták, hogy a mintákban található szénhidrogén nyomok jóval fiatalabbak, mint a 2, 7 milliárd éves agyagpala, amelyben találták őket.

Árulkodó izotópok
A korábbi vizsgálatok alkalmával azt a technológiát alkalmazták, hogy összetörték az üledéket és a szervesanyag kinyeréséhez különböző oldószereket használtak. Ez már önmagában lehetőséget adott a minta szennyeződésére. Mindkét kísérlet a szénenzimek vizsgálatára helyezte a hangsúlyt, melyek döntő jelentőségűek a fotoszintézis szempontjából. A kormeghatározásnál viszonyítási alapul a szén 12 es és 13-as izotópjának arányát használták.

Az új tanulmány az eredeti kőzetmaradványokat elemezte, oldószerek nélküli technológiával. Helyettük tömegspektrométert használtak, amellyel atomi szinten tudták megvizsgálni a szénizotópok aranyát. A műszerrel 50 nanométer szélességben pásztázták át a kőzet szerkezetét. Számos szervesanyag részecskét azonosítottak, melykek közül volt olyan is, amely bizonyosan nem oxigént termelő mikroorganizmusok terméke. A szénizotópos mérésekek azt bizonyították, hogy a mintán található szénhidrogén részecskék jóval fiatalabbak, mint maga a kőzetminta. Összességében az eredmények nem támasztották alá a korábbi méréseket.

A vizsgálatok azt is meg tudták állapítani, hogy a kőzet 2, 2 milliárd évvel ezelőtt kb. 200 fokra felhevült, így valószínűtlen, hogy korábban ott lévő szervesanyagok túlélték volna ezt a melegedést. A tudósok szerint a fiatalabb szervesanyag vagy a magasabban fekvő üledékrétegekből kerülhetett át a kőzetmintára, vagy az éppen a kutatófúrás következtében szennyeződhetett.

Egy rejtély megoldódik – vagy mégsem?
A kutatás megoldást kínál arra a tudományos dilemmára, amely közel egy évtizede foglalkoztatja a tudósokat. A geokémiai vizsgálatok eredménye szerint az első nagy oxigén növekedés Földünk légkörében kb 2, 4 milliárd évvel ezelőtt történt. Sokáig nem találtak magyarázatot arra, hogy miért csak 300 millió évvel az első oxigént termelő ciánobaktériumok megjelenését követően történt meg mindez. Ha a mostani kutatás eredményei helytállóak, akkor ez az időszakadék könnyedén áthidalható. Ugyanakkor további kérdéseket vet fel a az oxigénnövekedés kiváltó okairól, mivel a kutatócsoport szerint olyan élőnyi nyomokkal, amelyek oxigént termeltek csak kb. 2 milliárd évvel ezelőttről rendelkezünk.

Sztromatolit (fotoszintetizáló baktériumok által létrehozott üledék)

Más kutatók szkeptikusak ezzel kapcsolatosan. Egyrészt vitatják az újabb mérések eredményeit, illetve az ebből levont következtetéseket.. Másrészt azokra a sekélyvízi sztomatolitokra utalnak, amelyekben már 2, 7–2, 8 milliárd évvel ezelőtt kialakulhattak az oxigéntermelő mikroorganizmusok. A tudományos vita várhatóan tovább folytatódik és csak az újabb felfedezések adhatnak majd megnyugtató választ arra a kérdésre, hogy mikor jelent meg bolygónkon először az oxigéntermelő fotoszintézis.

Ladányi László

Kapcsolódó cikk:
Miért zöld a levél?