La plus vieille biodiversité de communauté bactérienne
Publié par Adrien le 11/09/2018 à 00:00
Source: CNRS-INSU
Une équipe internationale, comprenant des chercheurs issus de trois laboratoires français, vient de mettre en lumière les plus vieilles communautés bactériennes les mieux conservées jamais décrites. Ces communautés, qui datent de 2,1 milliards d'années sont spatialement et temporellement en parfaite symbiose (La symbiose est une association intime et durable entre deux organismes hétérospécifiques (espèces différentes), parfois plus. Les...) avec les plus vieux macro-fossiles découverts dans le même site fossilifère au Gabon. L'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout », comme l'énonçait...) de ce biota a prospéré en phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) avec l'oxygénation optimale de l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) de l'époque.


Voile bactérien âgé de 2,1 milliards d'années (Francevillien du Gabon) organisé en anneaux concentriques. © Abderrazak El Albani, IC2MP
En géomicrobiologie, les biofilms sont des excellents enregistreurs de conditions paléo-environnementales. Les spécimens fossiles du Gabon représentant les plus anciennes formes de vie (La vie est le nom donné :) multicellulaire jamais décrites ayant prospérées il y a plus de deux milliards d'années sous une faible tranche d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) sont en parfaite symbiose avec ces voiles bactériens. La 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...) de forme de vie primitive organisée sur 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 la plus...) fait partie des prospections les plus intensives depuis quelques décennies. Cette vie ancestrale correspond aux microbialites, des roches organo-sédimentaires associant des voiles bactériens et de sédiments, prospérant il y a au moins 3,5 milliards d'années.

Malgré son apparence primaire, un biofilm est l'un des modes de vie le plus répandu et abouti sur Terre. Les microbes sont capables de sécréter, en grande 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.), des substances polymériques extracellulaires correspondant principalement à des polysaccharides complexes, des protéines, des lipides et de l'ADN extracellulaire. L'ensemble de ces substances est considéré comme un mucus organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande classe de molécules à base de carbone : les composés organiques.) adhésif dans lequel les micro-organismes sont intégrés. Ce mucus permet aux bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des bactéries possèdent une paroi cellulaire glucidique, le...) d'être protégées contre les phénomènes extérieurs extrêmes.

Les tapis microbiens fossiles découverts au Gabon ont fait l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette verbale. Il est défini par les...) de plusieurs centres d'intérêts notamment pour l'étude des paléoenvironnements anciens de deux milliards d'années ainsi que leur lien avec les macro-organismes. Les traces (TRACES (TRAde Control and Expert System) est un réseau vétérinaire sanitaire de certification et de notification basé sur internet sous la responsabilité de...) chimiques possibles laissées par le métabolisme (Le métabolisme est l'ensemble des transformations moléculaires et énergétiques qui se déroulent de manière ininterrompue dans la cellule...) cellulaire représentent également un sujet d'étude privilégié. Par ailleurs, ils ont été retrouvés sur le même site où les premiers macro-organismes multicellulaires sur Terre furent observés dans le bassin de Franceville au Gabon. Cette découverte a permis de renforcer l'idée qu'un biota a existé plus tôt que prévu dans l'histoire de la Terre en corrélation avec l'évolution de la concentration d'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) dans l'atmosphère.

On peut s'interroger comment des macro-organismes primitifs peuvent être aussi bien conservés tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) au long des temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) géologiques (plusieurs centaines de millions d'années). De manière récurrente, ces préservations montrent une association entre des tapis bactériens et des macro-fossiles. Cela a amené certains laboratoires spécialisés à réaliser de nombreuses cultures essayant de mettre en lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de...) les processus de fossilisation de petits animaux (mouches, poissons (Les Poissons sont une constellation du zodiaque traversée par le Soleil du 12 mars au 18 avril. Dans l'ordre du zodiaque, elle se situe entre le Verseau à l'ouest et le Bélier à l'est. Bien...), grenouilles, etc.) par les bactéries.

Les résultats sont spectaculaires car les expériences menées sur plusieurs années, ont montré un retard de la dégradation des macro-organismes. En fait, les voiles bactériens intègrent dynamiquement les restes dégradés dans leurs cycles biochimiques et favorisent le processus de minéralisation des macro-organismes augmentant ainsi leur chance de préservation. Ce processus de minéralisation a permis aux macro-fossiles du Gabon d'être conservés depuis plus de 2 milliards d'années, en partie grâce à l'intervention des bactéries sulfato-réductrices qui ont induit (L'induit est un organe généralement électromagnétique utilisé en électrotechnique chargé de recevoir l'induction de l'inducteur et de la transformer en électricité...) indirectement la minéralisation de cristaux de pyrite (FeS2). Ce minéral se forme grâce à la réaction de minéraux ferrifères détritiques avec le sulfure (En chimie, un sulfure est un composé chimique ou la combinaison de soufre avec un degré d'oxydation de -2, avec un autre élément...) d'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) (H2S). L'H2S quant à lui, est formé par la réduction des sulfates par les bactéries qui utilisent également la matière organique (La matière organique (MO) est la matière carbonée produite en général par des êtres vivants , végétaux, animaux, ou...) comme agent réducteur et de source d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.). De très nombreux cristaux micrométriques de pyrite ont ainsi remplacé les parties molles des spécimens préservant leurs formes et leurs tailles.

C'est une équipe internationale qui a effectué le travail pulri-disciplinaire confirmant ainsi l'intérêt unique du "chantier Gabon" pour la connaissance de cette période clé de l'histoire de la Terre.
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