Des chercheurs de l’Université McGill et de l’Université de Californie à Santa Barbara ont découvert que les premiers eucaryotes vivaient dans des eaux marines peu profondes et oxygénées il y a près de 1,7 milliard d’années. Cette étude, basée sur des fossiles australiens, remet en question l’idée que la vie complexe est apparue dans des milieux pauvres en oxygène.
Une remise en question des modèles évolutifs traditionnels
L’histoire de la vie sur Terre est marquée par une lente progression vers la complexité. Bien avant l’apparition des forêts, des poissons ou des dinosaures, des cellules minuscules appelées eucaryotes ont fait leur entrée sur la scène biologique. Contrairement aux bactéries, ces cellules possédaient des compartiments délimités par des membranes, un noyau protégeant leur ADN et des mitochondries pour générer de l’énergie. Ces innovations structurelles ont permis l’émergence d’organismes plus grands et plus diversifiés, incluant les plantes, les animaux et les champignons.
Pourtant, la question de leur habitat originel est longtemps restée une énigme. De nombreux scientifiques supposaient que les premiers eucaryotes évoluaient dans des environnements dépourvus d’oxygène ou dérivaient librement dans les couches supérieures de l’océan. Selon les informations rapportées par astrobiology.com, ces nouvelles découvertes bousculent ces hypothèses de longue date en démontrant que l’oxygène jouait déjà un rôle crucial dans leur survie.
L’analyse chimique des bassins McArthur et Birrindudu
Pour percer ce mystère, l’équipe de recherche s’est concentrée sur des roches datant d’environ 1,75 à 1,4 milliard d’années, situées dans les bassins McArthur et Birrindudu, dans le Territoire du Nord en Australie. À cette époque, la région était recouverte d’une mer intérieure peu profonde, composée de lagunes, de vasières et d’eaux côtières calmes.
La méthodologie employée combine l’examen des fossiles, l’étude des sédiments environnants et l’analyse des signatures chimiques piégées dans les couches rocheuses. Comme le souligne Earth.com, les chercheurs ont utilisé des éléments sensibles à l’oxygène, tels que le fer, pour reconstituer les écosystèmes marins de cette époque reculée.
Cette approche géochimique a permis de confirmer que, malgré un océan globalement pauvre en oxygène, les zones où vivaient ces organismes étaient localement oxygénées.
L’oxygène comme moteur de la complexité biologique
À l’époque, les niveaux d’oxygène atmosphérique étaient extrêmement faibles, représentant peut-être seulement un pour cent des niveaux actuels. Cette atmosphère aurait rendu la vie telle que nous la connaissons impossible.
Through the Tides of Time: Dr. Emily Carter's Paradoxical Journey to Rewrite History
« Nous n’aurions pas pu respirer ».
Susannah Porter, du Département des sciences de la Terre de l’UC Santa Barbara
Malgré cette rareté, l’étude révèle que la présence d’oxygène était un facteur déterminant pour l’évolution des premières formes de vie complexe. Les chercheurs ont observé un schéma frappant : les eucaryotes étaient presque totalement absents des sédiments formés sous des eaux de fond dépourvues d’oxygène.
« Nous avons constaté que les plus anciens eucaryotes que nous ayons vus jusqu’à présent avaient déjà besoin d’oxygène, d’une manière ou d’une autre ».
cluster (priority): Earth.com
Leigh Anne Riedman, chercheuse à l’Université de Californie à Santa Barbara
Cette dépendance suggère que l’acquisition de mitochondries, permettant l’utilisation de l’oxygène pour produire de l’énergie, a directement influencé la distribution et la capacité de ces organismes à coloniser certains milieux.
« Nous voulions savoir quels environnements la vie eucaryote la plus précoce habitait, en particulier pour tester si les fossiles eucaryotes précoces avaient déjà acquis des mitochondries, leur donnant la capacité d’occuper des environnements aérobies ».
Galen Halverson, professeur au Département des sciences de la Terre et de la planète de McGill
Cette observation renforce l’idée que l’oxygène a dicté l’évolution des eucaryotes dès leurs premiers stades, selon Leigh Anne Riedman.
Une expansion tardive vers les océans ouverts
Au-delà de la question de l’oxygène, la localisation spatiale des fossiles apporte des précisions cruciales sur le mode de vie de ces ancêtres. Loin de flotter librement dans les couches supérieures de l’océan, les preuves indiquent une existence ancrée au fond des mers.
« La distribution des fossiles montre également que les eucaryotes vivaient probablement sur le fond marin, et ne se sont probablement pas étendus dans les océans ouverts avant environ un milliard d’années plus tard, ce qui transformerait la biosphère une fois de plus ».
Maxwell Lechte, chercheur à l’Université de Sydney
Cette distinction entre les zones côtières oxygénées et les vastes étendues océaniques de l’époque souligne la complexité des premiers habitats marins. Comprendre cette origine est essentiel pour les scientifiques, non seulement pour reconstituer l’histoire de la biodiversité terrestre, mais aussi pour évaluer la possibilité de vie complexe sur d’autres planètes habitables.
