Fenêtre sur le passé : de nouveaux microfossiles suggèrent une émergence plus précoce d’une vie complexe

Les résultats, publiés dans la revue Géobiologie, fournissent une fenêtre rare sur le grand événement d’oxydation, une époque il y a environ 2,4 milliards d’années où la concentration d’oxygène a augmenté sur Terre, modifiant fondamentalement la surface de la planète. On pense que cet événement a déclenché une extinction massive et ouvert la porte au développement d’une vie plus complexe, mais peu de preuves directes existaient dans les archives fossiles avant la découverte des nouveaux microfossiles, ont indiqué les scientifiques.

“Ce que nous montrons est la première preuve directe reliant l’environnement changeant au cours du grand événement d’oxydation à une augmentation de la complexité de la vie”, a déclaré l’auteur correspondant Erica Barlow, professeur de recherche affilié au Département de géosciences de Penn State. “C’est une hypothèse qui a été émise, mais il y a tellement peu de fossiles que nous n’avons pas pu le tester.”

Comparés aux organismes modernes, les microfossiles ressemblaient plus à un type d’algues qu’à une vie procaryote plus simple – des organismes comme les bactéries, par exemple – qui existaient avant le grand événement d’oxydation, ont indiqué les scientifiques. Les algues, comme toutes les autres plantes et animaux, sont des eucaryotes, une vie plus complexe dont les cellules ont un noyau lié à une membrane.

Des travaux supplémentaires sont nécessaires pour déterminer si les microfossiles ont été laissés par des organismes eucaryotes, mais cette possibilité aurait des implications significatives, ont déclaré les scientifiques. Cela repousserait de 750 millions d’années l’enregistrement connu des microfossiles eucaryotes.

“Les microfossiles présentent une similitude remarquable avec une famille moderne appelée Volvocaceae”, a déclaré Barlow. “Cela laisse entendre que le fossile pourrait être un fossile eucaryote précoce. C’est une affirmation importante et quelque chose qui nécessite davantage de travail, mais cela soulève une question passionnante sur laquelle la communauté peut s’appuyer et tester.”

Barlow a découvert la roche contenant les fossiles alors qu’elle menait ses recherches de premier cycle à l’Université de Nouvelle-Galles du Sud (USNW) en Australie. Elle a mené les travaux en cours dans le cadre de ses travaux de doctorat à l’UNSW, puis pendant qu’elle était chercheuse postdoctorale à Penn State.

“Ces fossiles spécifiques sont remarquablement bien conservés, ce qui a permis l’étude combinée de leur morphologie, de leur composition et de leur complexité”, a déclaré Christopher House, professeur de géosciences à Penn State et co-auteur de l’étude. “Les résultats ouvrent une grande fenêtre sur une biosphère en évolution il y a des milliards d’années.”

Les scientifiques ont analysé la composition chimique et la composition isotopique du carbone des microfossiles et ont déterminé que le carbone avait été créé par des organismes vivants, confirmant ainsi que les structures étaient bien des fossiles biologiques. Ils ont également découvert des informations sur l’habitat, la reproduction et le métabolisme des micro-organismes.

Barlow a comparé les échantillons à des microfossiles datant d’avant le grand événement d’oxydation et n’a pas pu trouver d’organismes comparables. Les microfossiles qu’elle a trouvés étaient plus gros et présentaient des arrangements cellulaires plus complexes, a-t-elle déclaré.

“Les archives semblent révéler une explosion de vie – nous constatons une augmentation de la diversité et de la complexité de cette vie fossilisée”, a déclaré Barlow.

Comparés aux organismes modernes, a déclaré Barlow, les microfossiles présentent des similitudes explicites avec les colonies d’algues, notamment dans la forme, la taille et la distribution de la colonie et des cellules et membranes individuelles autour de la cellule et de la colonie.

“Ils présentent une similitude remarquable et donc, par cette méthode de comparaison, nous pourrions dire que ces fossiles étaient relativement complexes”, a déclaré Barlow. “Il n’y a rien de comparable dans les archives fossiles, et pourtant, elles présentent des similitudes assez frappantes avec les algues modernes.”

Ces découvertes ont des implications à la fois sur le temps qu’il a fallu à une vie complexe pour se former sur la Terre primitive – la première preuve non controversée de la vie date de 3,5 milliards d’années – et sur ce que la recherche de la vie ailleurs dans le système solaire pourrait révéler, ont déclaré les scientifiques. .

“Je pense que trouver un fossile aussi grand et complexe, relativement tôt dans l’histoire de la vie sur Terre, nous amène à nous poser des questions : si nous trouvons de la vie ailleurs, il ne s’agira peut-être pas uniquement d’une vie bactérienne procaryote”, a déclaré Barlow. dit. “Il y a peut-être une chance que quelque chose de plus complexe soit préservé – même si c’est encore microscopique, il pourrait s’agir de quelque chose d’un ordre légèrement supérieur.”

Maxwell Wetherington, scientifique à Penn State, a également contribué ; Ming-Chang Liu, scientifique au Laboratoire national Lawrence Livermore ; et Martin Van Kranendonk, professeur à l’Université de Nouvelle-Galles du Sud en Australie.

Le Conseil australien de la recherche, la NASA et la National Science Foundation ont financé ce travail.