Comment la vie a-t-elle survécu à la plus intense période glaciaire ?

Publié par Isabelle le 09/12/2019 à 14:00
Source: Université McGill
Une étude dirigée par McGill répond à un grand mystère: à quand remonte la survie des animaux à la période glaciaire ?
De nouvelles données précisent notre compréhension de l'évolution et du changement climatique extrême



Maxwell Lechte examine les formations rocheuses dans le parc national des Flinders Ranges (Australie-Méridionale). Photo: Brennan O'Connell

Comment la vie (La vie est le nom donné :) a-t-elle survécu à la plus intense période glaciaire ? Une équipe de chercheurs dirigée par l'Université McGill (L’Université McGill, située à Montréal au Québec, est une des universités les plus anciennes au Canada.) a trouvé la première preuve directe que l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) de fonte glaciaire aurait sauvé la vie des eucaryotes au moment de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est...) boule de neige (La neige est une forme de précipitation, constituée de glace cristallisée et agglomérée en flocons pouvant être ramifiés d'une...), lorsque les océans (Océans stylisé Ωcéans est un documentaire français réalisé par Jacques Perrin et Jacques Cluzaud dont le tournage a commencé en 2004 et produit en 2009.) étaient privés de l'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) essentiel à la vie, et a ainsi répondu à une question qui embête les scientifiques depuis des années.

Dans une nouvelle étude publiée dans Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States (Le United States est un paquebot construit en 1952 ; il est le plus grand jamais construit aux États-Unis, et toujours le plus rapide à ce jour.) of America, les chercheurs ont examiné les roches riches en fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau ferromagnétique...) provenant de dépôts glaciaires en Australie (L’Australie (officiellement Commonwealth d’Australie) est un pays de l’hémisphère Sud dont la superficie couvre la plus grande partie de l'Océanie. En plus de l’île-continent du...), en Namibie et en Californie pour connaître les conditions environnementales à la période glaciaire. À l'aide de cartes géologiques et d'indices fournis par les locaux, ils ont parcouru des sentiers ardus pour se rendre à des affleurements rocheux où trouver les formations rocheuses en question.

En étudiant la chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d'investigations...) des formations de fer dans les roches, les chercheurs ont pu estimer la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de choses.) d'oxygène dans les océans il y a environ 700 millions d'années et ainsi mieux comprendre les effets qu'aurait eus cette concentration sur tous les organismes marins dépendants de l'oxygène, notamment les animaux primitifs comme les spongiaires.

"Les résultats laissent croire que même si une grande partie des océans étaient inhabitables pendant ce gel extrême en raison du manque d'oxygène, dans les zones où l'inlandsis (Un inlandsis est une nappe de glace, un glacier continental très étendu, connu aussi sous le nom plus commun de calotte polaire.) posé commence à flotter, il y avait un approvisionnement vital en eau de fonte glaciaire oxygénée. Ce phénomène s'explique par ce qu'on appelle une “pompe à oxygène glaciaire”: les bulles d'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de...) emprisonnées dans la glace (La glace est de l'eau à l'état solide.) de glacier (Un glacier est une masse de glace plus ou moins étendue qui se forme par le tassement de couches de neige accumulées. Écrasée sous son propre poids, la neige expulse l'air qu'elle contient, se soude en une masse compacte et se...) s'échappent dans l'eau à la fonte, l'enrichissant du coup en oxygène", explique Maxwell Lechte, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les...) postdoctoral au Département des sciences de la Terre et des planètes de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au moment où...) McGill, sous la supervision de Galen Halverson.

Il y a environ 700 millions d'années, la Terre a connu la plus grande période glaciaire de son histoire, qui a mis en péril pratiquement toute la vie sur la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la...). Dans les recherches passées, on faisait l'hypothèse que les organismes vivants dépendants de l'oxygène n'auraient eu accès qu'aux mares de fonte à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois...) des glaces, mais cette nouvelle étude pointe vers l'existence d'environnements marins oxygénés.

"L'arrivée du gel planétaire (Un planétaire désigne un ensemble mécanique mobile, figurant le système solaire (le Soleil et ses planètes) en tout ou partie....) avant l'évolution des animaux complexes laisse croire à un lien entre la Terre boule de neige et l'évolution animale. Ces conditions difficiles auraient pu stimuler leur diversification en des formes plus complexes", affirme Maxwell Lechte, aussi auteur principal de l'étude.

Maxwell Lechte souligne que si les résultats se limitent à la disponibilité (La disponibilité d'un équipement ou d'un système est une mesure de performance qu'on obtient en divisant la durée durant laquelle ledit équipement ou système est opérationnel par la durée...) de l'oxygène, les eucaryotes primitifs auraient tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) de même eu besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes...) de nourriture pour survivre dans les conditions glaciaires. Il faudra donc étudier ces environnements davantage pour comprendre comment ces organismes auraient pu maintenir un réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit filet),...) alimentaire. Comme point (Graphie) de départ, on pourrait examiner les environnements glaciaires modernes qui abritent actuellement des écosystèmes complexes.

"Cette étude résout d'un coup deux mystères sur le phénomène de Terre boule de neige. D'une part, elle montre comment les animaux primitifs auraient pu survivre à la glaciation (Une glaciation ou période glaciaire est à la fois une phase paléoclimatique froide et une période géologique de la Terre durant laquelle une part importante des continents est englacée.) mondiale, et d'autre part, elle explique clairement le retour des dépôts de fer dans le profil géologique après plus d'un milliard (Un milliard (1 000 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf millions neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf cent...) d'années", résume le professeur Galen Halverson.

À propos de l'étude

L'étude "Subglacial meltwater supported aerobic marine habitats during Snowball Earth" de Maxwell Lechte, Malcolm Wallace, Ashleigh van Smeerdijk Hood, Weiqiang Li, Ganqing Jiang, Galen Halverson, Dan Asael, Stephanie McColl et Noah Planavsky est publiée dans Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Il s'agit d'une collaboration entre l'Université McGill, l'Université de Melbourne, l'Université de Nanjing, l'Université du Nevada à Las Vegas et l'Université Yale. DOI: 10.1073/pnas.1909165116

Les travaux ont été financés par une bourse d'études du programme de formation en recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne également le cadre...) du gouvernement de l'Australie, un prix Albert Shimmins, une subvention (Une subvention est une aide financière, c’est-à-dire une somme d’argent, qui est allouée par une institution publique ou privée à une personne ou une organisation privée ou publique dans le...) de découverte du Conseil de recherches de l'Australie, une bourse du programme postdoctoral en astrobiologie de la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace ») plus connue sous son...), une bourse Puzey et l'aide du Conseil de recherches de l'Australie.

L'Université McGill

Fondée en 1821, à Montréal (Montréal est à la fois région administrative et métropole du Québec[2]. Cette grande agglomération canadienne constitue un centre majeur du commerce, de l'industrie, de la culture, de la finance et des...), au Québec, l'Université McGill figure au premier rang ( Mathématiques En algèbre linéaire, le rang d'une famille de vecteurs est la dimension du sous-espace vectoriel engendré par cette famille. Le théorème du rang lie le rang et la...) des universités canadiennes offrant des programmes de médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps...) et de doctorat (Le doctorat (du latin doctorem, de doctum, supin de docere, enseigner) est généralement le grade universitaire le plus élevé. Le titulaire de ce grade est le docteur. Selon...) et se classe parmi les meilleures universités au Canada et dans le monde (Le mot monde peut désigner :). Institution d'enseignement (L'enseignement (du latin "insignis", remarquable, marqué d'un signe, distingué) est une pratique d'éducation visant à...) supérieur de renommée mondiale, l'Université McGill exerce ses activités de recherche dans deux campus (Un campus (du mot latin désignant un champ) désigne l'espace rassemblant les bâtiments et l'infrastructure d'une université ou d'une école située hors d'une ville. Ce terme inclut...), 11 facultés et 13 écoles professionnelles; elle compte 300 programmes d'études et au‑delà de 40 000 étudiants, dont plus de 10 200 aux cycles supérieurs. Elle accueille des étudiants originaires de plus de 150 pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas gallo-romaine....), ses 12 800 étudiants internationaux représentant 31 % de sa population étudiante. Au‑delà de la moitié des étudiants de l'Université McGill ont une langue maternelle autre que l'anglais, et environ 19 % sont francophones.
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