Des fossiles vivants pourraient révéler comment la vie complexe a commencé
À première vue, les stromatolites et leurs proches parents, les tapis microbiens, semblent n’être que de sombres rochers anciens. En réalité, ce sont des communautés multicouches densément emballées, construites par des microbes. Des milliards d’années avant l’apparition des animaux et des plantes, les stromatolites ont contribué à libérer une partie de l’oxygène le plus ancien dans l’atmosphère terrestre. Une étude publiée dans Current Biology suggère que ces formations inhabituelles pourraient également conserver des indices sur un autre événement majeur de l’histoire de la Terre : l’émergence de la vie complexe.
Le professeur associé Brendan Burns, microbiologiste évolutif à l’UNSW Sydney, fait partie d’une équipe de recherche qui a découvert un microbe auparavant inconnu vivant en étroite association avec un autre organisme à l’intérieur de ces « fossiles vivants ». Le projet, co-dirigé avec des chercheurs de l’Université de Technologie de Sydney et de l’Université de Melbourne, pourrait aider les scientifiques à mieux comprendre un mystère évolutif fondamental : comment des cellules relativement simples ont commencé à coopérer pour donner naissance à des formes de vie beaucoup plus complexes.
Les stromatolites et les tapis microbiens sont apparus il y a des milliards d’années, mais ils sont toujours présents aujourd’hui, notamment dans la baie de Shark, un site classé au patrimoine mondial en Australie-Occidentale. Des échantillons collectés dans cette région ont permis à l’équipe de M. Burns d’isoler un membre des archées Asgard, un groupe de microbes jugés étroitement liés aux ancêtres des eucaryotes, qui sont les cellules constituant toutes les plantes et animaux, y compris les humains.
Une théorie biologique de longue date propose que la première cellule eucaryote s’est développée grâce à un partenariat intime entre un archéon ancien et une bactérie. Selon cette théorie, un organisme a fini par englober l’autre, et cette relation a finalement produit des mitochondries, les structures productrices d’énergie présentes dans les cellules complexes.
Les scientifiques manquaient cependant de preuves directes montrant à quoi aurait pu ressembler un tel partenariat précoce. La nouvelle recherche fournit la première preuve visuelle d’un archéon Asgard interagissant physiquement avec une bactérie par le biais de connexions très fines, appelées nanotubes.
L’équipe a également utilisé la cryo-tomographie électronique, une méthode d’imagerie 3D à haute résolution capable de révéler des structures à l’échelle d’un millionième de millimètre. Les images ont montré que l’archéon et la bactérie étaient physiquement connectés par des nanotubes bactériens. Les deux microbes semblaient se compléter chimiquement, chacun produisant des composés que l’autre pouvait utiliser, y compris des vitamines, des nutriments et de l’hydrogène.
Le nouveau microbe identifié a été nommé Nerearchaeum marumarumayae, un nom qui combine une référence à Nereus, le dieu grec de la mer, avec le mot malgane marumarumayae, signifiant « maison ancienne ». La baie de Shark possède également une longue histoire indigène, les peuples autochtones ayant habité la région il y a environ 30 000 ans.
Pour les chercheurs, les communautés microbiennes de Shark Bay offrent une opportunité unique d’étudier des conditions pouvant ressembler à celles des débuts de la Terre. A/Prof. Burns espère maintenant identifier d’autres partenariats microbiens, enrichissant ainsi ce qu’il appelle une « petite soupe primordiale d’Asgard », afin de fournir davantage d’éléments de réponse sur les premières étapes de l’évolution de la vie complexe.
Ces découvertes soulignent l’importance de la coopération entre les organismes, un aspect qui demeure tout aussi pertinent aujourd’hui.
Source : Current Biology
