La découverte de microfossiles qui redéfinit l’évolution de la vie

Les scientifiques ont découvert d’anciens microfossiles en Australie occidentale, fournissant ainsi de nouvelles informations sur l’émergence d’une vie complexe lors du grand événement d’oxydation. Ces découvertes, qui montrent des similitudes avec les algues, pourraient redéfinir notre compréhension de l’évolution de la vie et de la possibilité de formes de vie complexes dans l’univers.

Les microfossiles découverts en Australie occidentale indiquent une augmentation majeure de la complexité de la vie lors du grand événement d’oxydation, indiquant l’évolution précoce d’organismes complexes tels que les algues.

Selon une équipe internationale de scientifiques, les microfossiles d’Australie occidentale pourraient capturer une augmentation de la complexité de la vie qui a coïncidé avec une augmentation de l’oxygène dans l’atmosphère terrestre et les océans.

Les résultats ont été publiés dans la revue GéologieCette image offre une rare fenêtre sur le grand événement d’oxydation, une époque il y a environ 2,4 milliards d’années où la concentration d’oxygène sur Terre a augmenté, modifiant fondamentalement la surface de la planète. Les scientifiques pensent que cet événement a conduit à une extinction massive et a ouvert la porte à l’évolution d’une vie plus complexe, mais il y avait peu de preuves directes dans les archives fossiles avant la découverte des nouveaux microfossiles.

Des microfossiles se trouvent dans du silex noir, comme celui présenté ici. Crédit : Erica Barlow

La première preuve directe liant le changement environnemental à la vie complexe

« Ce que nous montrons est la première preuve directe liant le changement de l’environnement lors d’un événement d’oxydation majeur à une complexité accrue de la vie », a déclaré l’auteur correspondant Erica Barlow, professeur de recherche agrégé au Département des sciences de la Terre de Penn State. « C’est une hypothèse qui a été émise, mais il y a peu de choses dans les archives fossiles que nous n’avons pas pu tester. »

Comparé aux organismes modernes et aux algues

Comparés aux organismes modernes, les microfossiles ressemblent davantage 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 déclaré les scientifiques. Les algues, comme toutes les autres plantes et animaux, sont des eucaryotes, qui sont des organismes plus complexes dont les cellules contiennent un noyau lié à une membrane.

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

La chaîne Hammersley, une région montagneuse d’Australie occidentale, où les chercheurs ont mené leurs travaux. Crédit : Erica Barlow

« Les microfossiles présentent une ressemblance remarquable avec une famille moderne appelée Volvocaceae », a déclaré Barlow. « Cela suggère que le fossile pourrait être un fossile eucaryote précoce. C’est une affirmation importante et quelque chose qui nécessite plus 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 et a mené les travaux actuels dans le cadre de son doctorat à l’UNSW, puis en tant que chercheuse postdoctorale à Penn State.

Implications et recherches futures

« Ces fossiles spécifiques sont remarquablement bien conservés, ce qui a permis une étude combinée de leur morphologie, de leur composition et de leur complexité », a déclaré Christopher House, professeur de sciences de la Terre à Penn State et co-auteur de l’étude. « Les résultats ouvrent une fenêtre fascinante sur l’évolution de la biosphère 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 révélé des informations sur l’habitat, la reproduction et le métabolisme des micro-organismes.

Barlow a comparé les échantillons à des microfossiles avant l’événement d’oxydation majeur et n’a pas pu trouver d’organismes similaires. Elle a déclaré que les microfossiles qu’elle avait trouvés étaient plus gros et présentaient des arrangements cellulaires plus complexes.

« Les archives semblent révéler une vague de vie – il y a une augmentation de la diversité et de la complexité de cette vie fossilisée que nous trouvons », a déclaré Barlow.

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

« Ils présentent une similitude remarquable et, grâce à cette méthode de comparaison, nous pouvons dire que ces fossiles étaient relativement complexes », a déclaré Barlow. « Il n’y a rien de comparable dans les archives fossiles, cependant, elles présentent des similitudes frappantes avec les algues modernes. »

Des implications plus larges pour la compréhension de la vie sur Terre et au-delà

Les scientifiques ont déclaré que ces découvertes ont des implications sur le temps nécessaire à la formation d’une vie complexe sur la Terre primitive – la plus ancienne preuve non controversée de la vie date de 3,5 milliards d’années – et sur ce que la recherche pourrait révéler sur la vie ailleurs dans le système solaire.

« Je pense que trouver un fossile aussi grand et complexe, relativement tôt dans l’histoire de la vie sur Terre, nous amène à nous demander : si nous trouvons de la vie ailleurs, ce ne sera peut-être pas seulement une vie bactérienne procaryote », a déclaré Barlow. . « Il est possible que quelque chose de plus complexe soit préservé – même s’il est encore microscopique, il peut s’agir de quelque chose d’un ordre légèrement supérieur. »

Référence : « Des microfossiles distinctifs soutiennent l’émergence paléozoïque d’une organisation cellulaire complexe » par Erica V. Barlow, Christopher H. House, Ming-Chang Liu et Maxwell T. Witherington et Martin J. Van Kranendonck, le 6 octobre 2023, Géologie.
est ce que je: 10.1111/gbi.12576

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

Conseil australien de la recherche, NASA La National Science Foundation a financé ce travail.