MITの研究者らは、一部の初期生命形態が地球大気中に蓄積される何億年も前に酸素を使い始めた証拠を発見した。この研究は、重要な酸素処理酵素を中生原亜紀時代に遡り、シアノバクテリアが生成した酸素を微生物が消費したことを示唆している。この発見は好気呼吸のタイムラインに関する従来の理解に挑戦する。
酸素は約23億年前の大酸化イベント中に地球大気の安定した一部となり、酸素呼吸生物の進化を可能にした。しかし、最初の既知の酸素生産者であるシアノバクテリアは約29億年前に現れ、何億年もの間光合成で酸素を生成していた。 MITの地球生物学者による新しい研究は、この生産にもかかわらず酸素レベルが低かった理由を明らかにする。Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecologyに掲載されたこの研究は、好気呼吸に不可欠なヘム銅酸素レダクターゼ酵素を調べ、これらが酸素を水に変換するものである。これらの酵素は、細菌から人間までのほとんどの現代の酸素呼吸生物に存在する。 チームは数千種の遺伝子配列を解析し、生命の進化の木にマッピングし、化石証拠で枝を年代測定した。彼らの分析によると、この酵素は中生原亜紀（32億〜28億年前）に最初に進化した。大酸化イベントの数億年前である。 このタイムラインは、シアノバクテリア近くの微生物が形成された酸素を迅速に消費し、大気への蓄積を防いだことを示唆する。「これは好気呼吸の物語を劇的に変える」と、MIT地球大気惑星科学部門のポスドク、共著者のFatima Husain氏は述べた。「私たちの研究は、生命が以前考えられていたよりもはるか以前に酸素を使用した可能性があるという、最近浮上し始めた物語に付け加えるものである。」 共著者にはMITのGregory Fournier、Oregon大学のHaitao ShangとStilianos Loucaが含まれる。この発見は、MITの以前の研究で確認されたシアノバクテリアの約29億年前の初期酸素生産に基づく。Husain氏は「酸素を生産する微生物は大酸化イベントのずっと前に存在していたことを知っている」と指摘した。 この研究は、地球初期史における生命の適応性を強調し、全世界的な酸素化のずっと前に局所環境で酸素を利用するように進化した生物を示している。