Les fossiles pourraient révéler des secrets sur l'évolution de la vie sur Terre

Les chercheurs ont identifié la plus ancienne preuve directe de la photosynthèse. La découverte a eu lieu après l'analyse de fossiles vieux de 1,75 milliard d'années collectés en Australie, au Canada et en République démocratique du Congo.

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Une nouvelle méthode a été utilisée par les chercheurs

• Une étude publiée dans la revue Nature a révélé que les fossiles contenaient des traces de cyanobactéries, la plus ancienne forme de vie connue sur Terre.
• Les scientifiques pensent que les cyanobactéries sont apparues il y a 2 à 3 milliards d’années, avant d’évoluer pour être capables de produire de l’oxygène, ou photosynthèse oxygénée.
• Ces fossiles analysés présentaient des structures photosynthétiques, appelées membranes thylakoïdes, qui contiennent des pigments tels que la chlorophylle, qui convertissent la lumière en énergie chimique par la photosynthèse.
• Les informations proviennent de Live Science.

Un fossile fournit des preuves de la photosynthèse il y a 1,75 milliards d'années (Image : Emmanuelle Javaux)

Une étape importante pour comprendre l’évolution de la vie sur Terre

Les cyanobactéries étaient conservées dans une boue argileuse qui s'est compactée au fil du temps jusqu'à devenir roche. Les chercheurs ont utilisé une technique appelée microscopie électronique à transmission (TEM) pour observer les membranes et autres petits détails préservés dans les fossiles.

Au lieu d’utiliser la lumière pour créer des images d’objets, la méthode utilise des électrons, qui ont une longueur d’onde beaucoup plus courte que la lumière, ce qui nous permet de voir des détails beaucoup plus fins jusqu’au niveau atomique. Les scientifiques bombardent un échantillon avec un faisceau d'électrons. Certains électrons passeront à travers, tandis que d’autres seront absorbés ou dispersés par les parties plus denses de l’objet.

La découverte de ces membranes nous indique que [essas células] ce sont en fait des cyanobactéries qui réalisent la photosynthèse oxygénée. Cela retarde de 1,2 milliard d’années les archives fossiles de ces membranes.

Emmanuelle Javaux, paléobiologiste à l'Université de Liège, Belgique, et auteur principal de l'étude

Identifier le moment exact où les cyanobactéries ont acquis la capacité de produire de l’oxygène est une étape importante dans l’histoire de la vie sur Terre. La concentration d’oxygène dans l’atmosphère a augmenté de façon spectaculaire il y a environ 2,45 milliards d’années lors de ce que l’on appelle le grand événement d’oxydation.

L’augmentation de l’oxygène atmosphérique a permis la respiration aérobie de nombreuses formes de vie et a augmenté la vitesse à laquelle les minéraux s’altèrent et fournissent des nutriments à différents environnements. Cependant, les scientifiques ne savent pas si le Grand Événement d’Oxydation a été déclenché par l’évolution de la photosynthèse oxygénée, ou si d’autres événements écologiques ou géologiques se sont produits en premier.

Bien que la photosynthèse cyanobactérienne soit généralement acceptée comme la principale raison de l'augmentation des concentrations d'oxygène, des facteurs tels que des éruptions volcaniques ou une diminution des niveaux de fer dans les océans peuvent également avoir joué un rôle.

L’âge des structures fossilisées dans la nouvelle étude s’inscrit bien dans les limites des théories actuelles sur l’émergence des cyanobactéries à membranes thylakoïdes. L'utilisation de la microscopie électronique par les chercheurs ouvre potentiellement la voie à une réanalyse d'échantillons fossiles plus anciens et existants avec la même technique d'imagerie afin de déterminer exactement quand les cyanobactéries ont évolué.