Nieuwe tijdlijn van bacteriële evolutie onthult zuurstofgebruik vóór fotosynthese

Wetenschappers van de Universiteit van Queensland hebben samen met internationale medewerkers een gedetailleerde tijdlijn van de bacteriële evolutie geconstrueerd. Dit baanbrekende onderzoek suggereert dat sommige bacteriën zuurstof gebruikten lang voordat ze de mogelijkheid ontwikkelden om het te produceren via fotosynthese. Deze ontdekking, onlangs gepubliceerd, herschrijft ons begrip van het vroege leven op aarde. Het onderzoeksteam richtte zich op hoe micro-organismen reageerden op de Great Oxygenation Event (GOE) ongeveer 2,33 miljard jaar geleden. Dit evenement veranderde de aardatmosfeer drastisch, waardoor deze veranderde van een atmosfeer die grotendeels verstoken was van zuurstof naar een atmosfeer die het leven ondersteunt zoals wij dat kennen. Professor Phil Hugenholtz van UQ benadrukte de uitdagingen bij het vaststellen van accurate tijdlijnen vanwege de schaarste aan fossiel bewijs. Het team overwon deze uitdagingen door geologische en genomische gegevens gelijktijdig te analyseren. Ze gebruikten de GOE als een kritieke tijdsgrens, ervan uitgaande dat de meeste aerobe bacteriële lineages waarschijnlijk niet ouder zijn dan dit evenement, tenzij ander bewijs anders suggereert. Machine learning werd gebruikt om te voorspellen of voorouderlijke bacteriën zuurstof gebruikten. Deze aanpak stelde onderzoekers in staat om te schatten wanneer specifieke gebeurtenissen plaatsvonden, waaronder het ontstaan van aerobe stofwisseling. De bevindingen onthullen dat er minstens drie aerobe lineages bestonden vóór de GOE, met bijna 900 miljoen jaar. Dit geeft aan dat de capaciteit om zuurstof te gebruiken zich ontwikkelde ruim voordat het wijdverspreid aanwezig was in de atmosfeer. Bewijs suggereert dat de vroegste aerobe overgang plaatsvond rond 3,2 miljard jaar geleden in de cyanobacteriële voorouder. Deze ontdekking opent de deur naar het begrijpen van hoe bacteriën resistent kunnen zijn tegen antibiotica.