A descoberta das evidências diretas mais antigas da fotossíntese remonta a fósseis de 1,75 bilhão de anos atrás. Esses fósseis foram coletados de várias localizações, incluindo Austrália, Canadá e República Democrática do Congo. Entre essas amostras, as da Austrália e do Canadá foram particularmente significativas, pois continham evidências de cianobactérias, que são as formas de vida mais antigas conhecidas na Terra. Acredita-se que as cianobactérias surgiram pela primeira vez entre 2 a 3 bilhões de anos atrás. Com o tempo, elas evoluíram para realizar a fotossíntese oxigenada.
Em um estudo publicado em 3 de janeiro na revista Nature, os pesquisadores apresentaram descobertas de que esses fósseis de cianobactérias exibiam estruturas fotossintéticas. Essas estruturas são conhecidas como membranas tilacoides. As membranas tilacoides são cruciais no processo de fotossíntese, pois contêm pigmentos como a clorofila. A clorofila é essencial para converter a luz em energia química. A preservação das cianobactérias foi facilitada por sua captura em argila, que com o tempo se compactou em rocha.
A equipe de pesquisa utilizou microscopia eletrônica de transmissão (MET) para examinar esses fósseis. A MET difere da microscopia convencional, pois não usa luz para imagens de objetos. Em vez disso, emprega elétrons, que têm um comprimento de onda consideravelmente menor que a luz. Isso permite a observação de detalhes mais finos, até mesmo no nível atômico. O processo envolve bombardear uma amostra com um feixe de elétrons. À medida que o feixe passa pela amostra, alguns elétrons são absorvidos ou espalhados pelas partes mais densas do objeto, criando uma imagem.
O microfóssil que fornece evidências da fotossíntese há 1,75 bilhão de anos. (Crédito da imagem: Emmanuelle Javaux)
Emmanuelle Javaux, uma paleobióloga da Universidade de Liège, na Bélgica, e autora principal do estudo, enfatizou a importância de encontrar essas membranas. Segundo Javaux, a presença dessas membranas confirma que as células são de fato cianobactérias realizando fotossíntese oxigenada. Essa descoberta estende o registro fóssil de tais membranas em cerca de 1,2 bilhão de anos.
O estudo também aborda a importância histórica das cianobactérias na história natural da Terra, particularmente em relação ao Grande Evento de Oxidação. Esse evento, ocorrido aproximadamente 2,45 bilhões de anos atrás, marcou um aumento dramático na concentração de oxigênio na atmosfera da Terra. O aumento do oxigênio atmosférico teve efeitos profundos na vida na Terra. Ele possibilitou a respiração aeróbica para muitas formas de vida e acelerou a meteorização de minerais, enriquecendo vários ambientes com nutrientes.
No entanto, há um debate contínuo entre os cientistas sobre os exatos catalisadores do Grande Evento de Oxidação. Embora a fotossíntese das cianobactérias seja amplamente aceita como um fator primário no aumento dos níveis de oxigênio, outros fatores, como erupções vulcânicas ou mudanças nos níveis de ferro oceânico, também podem ter contribuído.
Greg Fournier, um geobiólogo do Instituto de Tecnologia de Massachusetts que não estava envolvido no estudo, comentou sobre as implicações da pesquisa. Ele apontou que, se a fotossíntese oxigenada evoluiu cedo, mas os níveis de oxigênio atmosférico só aumentaram significativamente mais tarde, isso sugere o envolvimento de outros processos, como o enterro de carbono orgânico. Fournier também observou que a idade das estruturas fossilizadas se alinha bem com as teorias atuais sobre o surgimento de cianobactérias com membranas tilacoides.
