Découverte de l'existence d'une vie complexe et pluricellulaire datant de plus de 2 milliards d'années

Publié par Michel le 01/07/2010 à 00:00
Source: CNRS
Illustrations: Voir les légendes
La découverte au Gabon de plus de 250 fossiles en excellent état de conservation apporte, pour la première fois, la preuve de l'existence d'organismes pluricellulaires il y a 2,1 milliards d'années. Une avancée capitale: jusqu'à présent, les premières formes de vie (La vie est le nom donné :) complexe (dotée de plusieurs cellules) remontaient à 600 millions d'années environ. De formes et de dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce...) diverses, ces nouveaux fossiles supposent une origine de la vie (Cet article est consacré aux origines de la vie d'un point de vue scientifique. Les aspects...) organisée et complexe beaucoup plus précoce que celle admise jusqu'à aujourd'hui. Ils révisent ainsi nos connaissances actuelles sur l'apparition de la vie. Ces spécimens ont été découverts puis étudiés par une équipe internationale (1) et pluridisciplinaire de chercheurs coordonnée par Abderrazak El Albani du laboratoire "Hydrogéologie, argiles, sols et altérations" (CNRS/Université de Poitiers) (2) . Publiés le 1er juillet dans Nature, leurs travaux feront la couverture de la revue.


Macrofossile multicellulaire complexe et organisé trouvé au Gabon.
Crédit: © CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand...) Photothèque / Kaksonen.

Les premières traces (TRACES (TRAde Control and Expert System) est un réseau vétérinaire sanitaire de...) de vie sont apparues il y a environ trois milliards et demi d'années: il s'agissait d'organismes procaryotes, c'est-à-dire privés de noyau. Autre événement majeur dans l'histoire de la vie, "l'explosion (Une explosion est la transformation rapide d'une matière en une autre matière ayant un...) cambrienne", autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) de 600 millions d'années, marque la prolifération du nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) d'espèces vivantes, accompagnée d'une hausse subite de la concentration en oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de...) dans l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :). Mais que se passe-t-il entre 3,5 milliards et 600 millions d'années ? Sur cette période appelée le Protérozoïque, les scientifiques disposent de très peu d'informations. Or, c'est au cours de cette époque cruciale que la vie se diversifie: aux procaryotes s'ajoutent les eucaryotes, organismes uni ou pluricellulaires dont l'organisation (Une organisation est) et le métabolisme (Le métabolisme est l'ensemble des transformations moléculaires et énergétiques...) sont plus complexes. De grande taille, ces êtres vivants s'opposent notamment aux procaryotes par la présence de cellules qui possèdent un noyau contenant l'ADN.


Site fossilifère gabonais près de Franceville, où ont été découverts dans des sédiments vieux de 2,1 milliards d'années,
des macrofossiles centimétriques.
Crédit: © CNRS Photothèque/F. Ossa Ossa.

En étudiant le paléoenvironnement d'un site fossilifère situé à Franceville au Gabon, Abderrazak El Albani et son équipe ont mis au jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) en 2008, de manière tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) à fait inattendue, des restes fossiles parfaitement préservés dans des sédiments âgés de 2,1 milliards d'années. Plus de 250 fossiles ont été récoltés à ce jour, parmi lesquels une centaine a été étudiée en détail. Leur morphologie ne peut s'expliquer par des mécanismes purement chimiques ou physiques. D'une taille atteignant 10 à 12 centimètres, trop grands et trop complexes pour être des procaryotes ou des eucaryotes unicellulaires, ces spécimens présentent des formes diversifiées, établissant que différents types de vie co-existaient durant le début du Protérozoïque. Car il s'agit bel (Nommé en l’honneur de l'inventeur Alexandre Graham Bell, le bel est unité de...) et bien de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) vivante fossilisée !

Pour le démontrer, les chercheurs se sont appuyés sur plusieurs techniques de pointe qui permettent de cerner la nature des échantillons et de reconstruire leur environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...). Grâce à une sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des...) ionique capable de mesurer le contenu des isotopes du soufre (Le soufre est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole S et de...), la distribution relative de la matière organique (La matière organique (MO) est la matière carbonée produite en général par...) a été précisément cartographiée. Cette matière est ce qu'il reste de l'organisme vivant, qui s'est transformé en pyrite (La pyrite est une espèce minérale composée de sulfure de fer, de formule FeS2...) (un minéral formé de disulfure de fer) au cours de la fossilisation. Les chercheurs ont ainsi pu distinguer le fossile (Un fossile (dérivé du substantif du verbe latin fodere : fossile, littéralement...) du sédiment gabonais (constitué d'argiles). De plus, en utilisant un scanner (Un scanneur, ou numériseur à balayage est l'équivalent du terme anglais scanner, qui vient du...) tridimensionnel à haute résolution ultra-perfectionné (aussi appelé microtomographe X), ils ont pu reconstituer les échantillons dans leurs trois dimensions et surtout apprécier leur degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines...) d'organisation interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la...) dans les moindres détails, sans en compromettre l'intégrité. La méthode est en effet non invasive. La forme aboutie et régulière de ces fossiles indique un degré d'organisation pluricellulaire. Ces organismes vivaient en colonies: plus de 40 spécimens au demi-mètre carré (Un carré est un polygone régulier à quatre côtés. Cela signifie que ses...) ont parfois été recueillis. Ils constituent donc à ce jour les eucaryotes pluricellulaires les plus anciens jamais décrits.

En étudiant les structures sédimentaires de ce site remarquable par sa richesse et sa qualité de conservation, les scientifiques ont révélé que ces organismes vivaient dans un environnement marin d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) peu profonde (20 à 30 mètres), souvent calme mais périodiquement soumise à l'influence conjuguée des marées, des vagues et des tempêtes. Pour pourvoir se développer il y a 2,1 milliards d'années et se différencier à un niveau jamais atteint auparavant, les auteurs pensent que ces formes de vie ont sans doute bénéficié de l'augmentation significative mais temporaire de la concentration en oxygène dans l'atmosphère. Celle-ci s'est produite entre 2,45 et 2 milliards d'années. Puis, il y a 1,9 milliards d'années, le taux d'oxygène dans l'atmosphère a brusquement chuté.

Jusqu'à présent, on supposait que la vie multicellulaire organisée était apparue il y a environ 0,6 milliard (Un milliard (1 000 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent...) d'années et qu'avant, la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...) était majoritairement peuplée de microbes (virus, bactérie...). Cette nouvelle découverte déplace le curseur de l'origine de la vie multicellulaire de 1,5 milliards d'années et révèle que des cellules avaient commencé à coopérer entre elles pour former des unités plus complexes et plus grandes que les structures unicellulaires. Plusieurs pistes de travail sont désormais à creuser: comprendre l'histoire du bassin gabonais et pourquoi les conditions y étaient réunies pour permettre cette vie organisée et complexe, explorer ce site pour enrichir la collection de fossiles mais également comparer l'histoire de l'oxygénation de la Terre à la minéralisation des argiles figurent parmi les plus immédiates. Mais, le plus urgent reste la protection de ce site exceptionnel.


Reconstruction virtuelle (par microtomographie) de la morphologie externe (à gauche) et interne (à droite)
d'un spécimen fossile du site gabonais.
Crédit: © CNRS Photothèque / A. El Albani & A. Mazurier.


Notes:

(1) Composée d'une vingtaine de chercheurs appartenant à seize institutions.

(2) Avec la participation, en France, des structures suivantes: le Centre de microtomographie de l'Université de Poitiers (L'université de Poitiers est une université française située à Poitiers....), l'unité "Histoire naturelle (La démarche d'observation et de description systématique de la nature commence dès...) de l'Homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo...) préhistorique" (CNRS/Muséum national d'Histoire naturelle), la Société "Etudes Recherches Matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...)" du CRI Biopole de Poitiers, l'unité "Géosciences Rennes" (CNRS/Université de Rennes), le bureau de recherches géologiques et minières, le Laboratoire d'hydrologie et de géochimie de Strasbourg (CNRS/Université de Strasbourg), le Centre de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) sur la paléobiodiversité et les paléoenvironnements (CNRS/MNHN/UPMC) et le Laboratoire Géosystèmes (CNRS/Université Lille 1/Université d'Amiens).
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