Des fossiles vieux de deux milliards d’années révèlent les premiers signes de la mobilité du vivant

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La vie sur Terre a certes parcouru un long chemin au cours du dernier milliard d’années, mais une capacité particulière s’est peut-être développée beaucoup plus tôt que nous le pensions : la mobilité.

Image d’entête : des traces fossilisées de mobilité trouvées dans des roches vieilles de 2,1 milliards d’années, échelle : 1 cm. (El Albani/ IC2MP/ CNRS – Université de Poitiers)

La vie unicellulaire est clairement une réussite, elle existe depuis plus de 3 milliards d’années et elle est toujours aussi vivace. Mais cela ne veut pas dire que la vie multicellulaire n’a rien à y gagner. Pour commencer, elle est immensément plus complexe et diversifiée, capable de remplir plus de niches et de développer des écosystèmes entiers, ce qui serait impossible dans le monde unicellulaire.

Un autre avantage est sa mobilité, ou plutôt sa potentielle mobilité. Toutes les formes de vie multicellulaires ne sont pas mobiles (les plantes, par exemple), mais la plupart d’entre elles le sont. Aujourd’hui, les chercheurs ont trouvé les premières preuves de mobilité, et elles datent d’il y a 2,1 milliards d’années, ce qui est énorme.

Jusqu’à récemment, les paléontologues pensaient que la plus ancienne vie multicellulaire était apparue il y a environ 600 millions d’années. Mais le géologue Abderrazak El Albani et son équipe de l’Institut de Chimie des Milieux et des Matériaux de Poitiers ont trouvé au Gabon un gisement géologique avec des traces de vie multicellulaire datant de 2,1 milliards d’années. Aujourd’hui, en analysant les fossiles du même gisement, El Albani et ses collègues ont trouvé des traces de mobilité, montrant que cette ancienne vie était probablement beaucoup plus sophistiquée que nous ne l’avions estimée.

La micro-tomographie permet d’afficher la morphologie 3D des tubes reflétant les trajectoires du mouvement à travers les sédiments. Les tubes sont remplis de cristaux de pyrite (générés par la transformation de tissus biologiques par des bactéries) que l’on retrouve dans des couches de minéraux argileux. Les couches horizontales parallèles sont des tapis microbiens (biofilms) fossilisés. (El Albani/ IC2MP/ CNRS – Université de Poitiers)

Il y a plus de 2 milliards d’années, le monde était bien différent de ce qu’il est aujourd’hui, et l’une des différences les plus frappantes était le manque d’oxygène. Celui-ci a commencé à s’accumuler dans l’atmosphère il y a seulement 2,2 milliards d’années environ. Bien qu’il ait été produit par des micro-organismes pendant longtemps, il n’a pas pu s’accumuler de manière significative à cause des vastes dépôts de soufre et de fer non oxydés, ce n’est qu’après que ces puits aient été remplis et que tout le fer et le soufre aient été oxydés que l’oxygène a finalement commencé à se former. Les créatures dont El Albani a trouvé des traces vivaient au même moment que cette transition.

Cette étude s’appuie sur un ensemble de structures sinueuses et tubulaires. Leur diamètre est d’environ quelques millimètres, traversant de fines couches de roches sédimentaires. Au cours de leur vie, ces créatures ont habité un milieu marin simple et peu profond. L’analyse chimique a révélé l’origine biologique de ces structures et leur apparition au moment du dépôt des sédiments.

Les traces se trouvent à côté de biofilms microbiens fossilisés, qui ont formé de minces couches dans les sédiments. Il semble fort probable que les organismes à l’origine de ce phénomène se sont déplacés à la recherche d’éléments nutritifs et d’oxygène, les deux étant produits par des cyanobactéries.

Qu’était ce donc ces créatures ? C’est difficile à dire. Cependant, les chercheurs suggèrent qu’elles auraient pu être quelque peu similaires aux amibes. Ce sont généralement des animaux unicellulaires, bien que certaines créatures multicellulaires aient des cellules amiboïdes. Celles-ci peuvent parfois vivre individuellement ou, lorsque les ressources sont rares, se regrouper pour former une colonie de limaces qui se déplace à la recherche d’un environnement favorable et de ressources supplémentaires. C’est ce que les chercheurs pensent avoir rencontré , ou du moins une manifestation primitive de ce phénomène.

Cette étude pose également une question importante sur l’évolution de cette caractéristique de mobilité : pourquoi avons-nous ce grand écart, entre la plupart des résultats qui datent d’il y a 0,6 milliard d’années, et celui-là, qui date de 2,1 milliards d’années ? La mobilité a-t-elle évolué à l’époque et s’est-elle continuellement développée, ou cette expérience a-t-elle été écourtée par un impitoyable environnement ?

Pour l’instant, le jury n’a pas encore statué.

L’étude publiée dans PNAS : Organism motility in an oxygenated shallow-marine environment 2.1 billion years ago et présentée sur le site du CNRS : Découverte des plus vieilles traces de mobilité sur Terre et de l’université de Cardiff : Scientists discover oldest evidence of mobility on Earth.