Des fossiles vieux de 1,7 milliard d’années pourraient éclairer l’émergence de la vie complexe
La recherche de la vie sur Mars ou sur des lunes glacées comme Europe et Encelade attire souvent l’attention, mais une autre énigme majeure en astrobiologie se trouve bien plus près de chez nous. Les scientifiques tentent toujours de déterminer quand les premiers eucaryotes sont apparus sur Terre et comment ces organismes ont contribué à l’émergence de la vie complexe.
Cette question est cruciale, car les organismes microbiens ont dominé la Terre pendant environ 90 % de son histoire. Reconstituer la transition d’un monde peuplé presque exclusivement de microbes à un environnement riche en plantes, animaux et champignons pourrait également aider à comprendre si la vie complexe pourrait se développer ailleurs dans l’univers.
De microbes à la vie complexe
La vie est apparue sur Terre il y a plus de 3,5 milliards d’années, selon Ross Anderson, paléontologue à l’Université d’Oxford. Les cyanobactéries et la photosynthèse produisant de l’oxygène étaient présentes il y a au moins 2,3 milliards d’années, tandis que les eucaryotes avaient fait leur apparition il y a au moins 1,7 milliard d’années. Les algues sont apparues il y a au moins un milliard d’années, et les animaux, au moins 570 millions d’années, voire un peu plus tôt.
Pour atteindre l’ancêtre commun partagé par les règnes végétal et animal, les chercheurs doivent remonter à environ 1,6 milliard d’années. Les eucaryotes, qui sont parmi les premières formes eucaryotes que les scientifiques tentent de retracer, ont joué un rôle crucial dans l’émergence de la vie complexe sur Terre.
Ce qui distingue les eucaryotes
Les cellules eucaryotes contiennent un noyau qui renferme leur ADN et des organites, structures spécialisées à l’intérieur de la cellule. Par exemple, la mitochondrie aide à fournir l’énergie nécessaire pour soutenir des formes de vie plus exigeantes. Les eucaryotes ont finalement donné naissance à des organismes multicellulaires complexes. Chaque animal, plante et champignon que nous connaissons aujourd’hui est eucaryote.
Cependant, retrouver leurs ancêtres les plus anciens est extrêmement difficile. Les organismes plus anciens que 500 millions d’années n’avaient pas encore développé de coquilles ou de squelettes, ce qui oblige les paléontologues à s’appuyer sur des environnements rares capables de préserver des cellules fragiles et des tissus mous. Cela laisse aux scientifiques relativement peu d’informations sur les changements de la vie au cours d’une période couvrant environ 90 % de l’histoire de la Terre.
À la recherche de la transition vers la vie multicellulaire
La recherche d’Anderson se concentre sur une des plus grandes transitions de l’histoire biologique : comment la Terre est passée d’une planète dominée par les bactéries à une planète habitée par des organismes multicellulaires complexes. En raison de la difficulté à trouver des fossiles de ces premiers organismes multicellulaires, il étudie la chimie des roches anciennes pour identifier les environnements les plus susceptibles de les avoir préservés.
Une autre difficulté majeure est le temps lui-même. Les microfossiles eucaryotes ont subi des milliards d’années d’altération géologique, rendant déjà les restes minuscules encore plus difficiles à détecter. Les scientifiques savent cependant que la transition de la vie unicellulaire à la vie multicellulaire s’est produite plus d’une fois dans différentes régions du monde.
Où les scientifiques recherchent des microfossiles anciens
La recherche de fossiles datant de périodes beaucoup plus anciennes nécessite de fouiller dans des endroits où le matériel biologique délicat a eu une chance inhabituelle de survivre. Anderson et ses collègues s’intéressent particulièrement à une région d’environ 100 km² près de Svalbard, en Norvège, qui était autrefois recouverte par une mer peu profonde.
L’Australie a également fourni des preuves importantes, avec la découverte récente de certains des plus anciens microfossiles eucaryotes connus, datant d’environ 1,75 milliard d’années. Les environnements côtiers anciens sont des lieux prometteurs pour la recherche, car les eucaryotes vivant dans ces milieux auraient eu accès à des nutriments et à des matériaux organiques en abondance, conditions propices à une plus grande diversité et au développement de la multicellularité.
Pourquoi la recherche de fossiles est si difficile
Même dans des lieux idéaux, la recherche de microfossiles eucaryotes représente un défi énorme. Les organismes étaient microscopiques, manquaient de tissus durs protecteurs et ont été exposés à des milliards d’années de dégradation géologique. Selon Anderson, l’un des plus grands problèmes est que le registre fossilifère de cette période reste mal échantillonné.
Les chercheurs progressent néanmoins, devenant plus habiles à identifier les types de roches les plus susceptibles de contenir des fossiles anciens, fournissant de nouvelles preuves qui peuvent aider à reconstituer l’histoire de la vie terrestre primitive.
Ce que la vie terrestre primitive pourrait nous apprendre sur la vie extraterrestre
La recherche a des implications qui vont bien au-delà de la compréhension du passé biologique de la Terre. Anderson souligne que son travail sur les dépôts d’argile a été initialement motivé par la recherche de vie sur d’autres planètes. En apprenant quels environnements préservent les organismes anciens sur Terre, les scientifiques pourraient mieux reconnaître des signes de vie ailleurs.
Comprendre comment la vie a émergé et est devenue de plus en plus complexe sur notre propre planète est donc une partie importante de l’astrobiologie. Si les scientifiques souhaitent estimer la probabilité que la vie se développe et évolue ailleurs, ils ont d’abord besoin d’une image plus claire de la façon dont ce processus s’est déroulé sur Terre.
Source : Ross Anderson, Université d’Oxford
