高级生命依赖于富氧大气，但我们仍在努力确定我们拥有的这种大气的时机和原因。
它看上去可能像是一张化石药桌，但其所含的膜已有 17.5 亿年历史，是蓝藻进行光合作用的最古老的直接证据，如今，蓝藻的后代为地球提供了几乎所有的氧气。
图片由 Emmanuelle Javaux 提供
在 17.5 亿年前的化石细胞中发现了蓝藻中产生氧气的光合作用的关键结构，这是之前记录的三倍。尽管地球大气在此之前就富含氧气，但这一发现可能有助于拼凑出地球历史上最重要的发展之一的历史。
氧气是复杂生物体交易的货币：无论是通过光合作用产生氧气，还是通过呼吸将其用作能量。氧气反应性极强，如果没有持续的补充，它不会在大气中停留很长时间，也不会溶解在海洋中。为此，我们可以感谢更简单的生命形式，但细节尚不清楚。
蓝藻化石的鉴定鳅澳大利亚北领地麦克德莫特组化石的发现或许能让我们更清楚地了解这一情况。如果这些化石确实如发现者所言，是含有类囊体的蓝藻，那么它们比之前发现的最古老的蓝藻还要古老 12 亿年。同样的研究人员还声称，他们在加拿大发现了大约 10 亿年前的光合作用生物，即使没有澳大利亚的发现，这也很容易创下纪录。
我们知道地球被所谓的（大爆炸），大气中的氧气水平上升，溶解在海洋中，从而允许新的生命形式出现。大爆炸发生的时间存在很大争议，但估计的 24 亿年前远远超过了造成这种现象的生物的任何迹象。今天，世界上一部分氧气是由藻类独立产生的。其余的氧气则由质体产生，质体是自由生活的蓝藻的后代，它们与植物或藻类形成了共生关系，现在在叶子或叶状体细胞内产生氧气。
蓝藻很可能是造成 GOE 的原因，但根据现有证据，我们无法确定这一点。叠层石已知在更早的时候就开始进行光合作用，也许其他生命形式产生了 GOE 的氧气，但最终却成为自身成功的牺牲品。了解光合作用生物的进化可以填补我们对地球知识的一大空白。
蓝藻最古老的证据可以追溯到 18.5 亿至 20.2 亿年前。然而，这些化石被认定为贝尔彻始内泡虫，缺乏进行光合作用的类囊体膜。根据分子钟，这些膜被认为是在 20 亿至 27 亿年前进化而来的；这是一个很大的不确定性。如果能提供一些化石证据来缩小范围，那就太好了。
为了寻找此类证据，列日大学的研究人员寻找具有类囊体的蓝藻样本，以打破以往的记录。他们最近宣布的加拿大草湾组发现已经足够令人印象深刻，但澳大利亚的发现确实将时间线推后了。与加拿大样本年龄相似的刚果民主共和国的蓝藻缺乏这种膜。
微生物很少能很好地形成化石，即使能形成化石也很容易被忽视。识别其中的膜是一项更大的挑战，因为这些膜经常被热压碎或破坏。然而，论文作者写道：“类囊体是氧气光合作用代谢的直接超微结构证据。类囊体膜是致密的、主要由半乳糖脂组成的含蛋白质双层膜，光合作用发生在光合生物中。”
这就是研究小组声称在化石中发现的东西。“实际上，这不可能是别的东西。这种排列方式对于具有类囊体的蓝藻来说非常独特，”研究作者 Emmanuelle Javaux 博士告诉科学新闻。
类囊体的例子在过去 1.5 亿年的化石记录中广泛存在，之前曾报道过在被认为是藻类聚集体的东西中发现5.5亿年前和蓝藻垫又老了五千万年。
新近公布的样本看起来都很相似，不过加拿大样本的长度略大于澳大利亚样本的长度 57-177 微米和宽度 17-40 微米。关键的膜厚度仅为 10-20 纳米。据信澳大利亚样本沉积在浅海环境中，讽刺的是，那里缺乏氧气。
该论文以开放获取形式发表于期刊自然。
