Un fossile vieux d’un milliard d’années pourrait être l’animal multicellulaire le plus ancien jamais découvert

Un minuscule fossile découvert dans les Highlands écossais pourrait être un chaînon manquant dans l’histoire de l’évolution des animaux.

Datant d’environ un milliard d’années, le microfossile présente des traces de deux types de cellules nettement différents et semble appartenir à un ancien organisme situé quelque part entre les animaux unicellulaires et multicellulaires. Cela en fait probablement le plus ancien fossile de ce type jamais répertorié, une découverte qui pourrait permettre de comprendre comment et où la vie animale a évolué.

Image d’entête : image au microscope montre une paroi externe de cellules en forme de saucisse entourant une masse cellulaire interne du fossile vieux d’un milliard d’années. (P.K. Strother/ Boston College)

Selon le paléobiologiste Charles Wellman de l’Université de Sheffield au Royaume-Uni :

Les origines de la multicellularité complexe et l’origine des animaux sont considérées comme deux des événements les plus importants de l’histoire de la vie sur Terre, notre découverte apporte un nouvel éclairage sur ces deux aspects.

Nous avons trouvé un organisme sphérique primitif composé d’un arrangement de deux types de cellules distinctes, la première étape vers une structure multicellulaire complexe, ce qui n’a jamais été décrit auparavant dans les archives fossiles.

Les fossiles, qui mesurent moins de 30 micromètres de diamètre, ont été découverts dans la formation Diabaig du Loch Torridon, un assemblage contenant des microfossiles provenant d’un milieu lacustre datant d’un milliard d’années. Les dépôts de pierre de l’ancien lit du lac ont maintenu les fossiles dans un état de conservation remarquable, jusqu’au niveau subcellulaire.

Vue panoramique du Loch Torridon. (Stefan Krause/ Wikimedia)

Le nouvel organisme, nommé Bicellum brasieri, a été si bien conservé dans de multiples fossiles que sa structure était clairement visible. Dans sa forme mature, il semble avoir été constitué d’une minuscule sphère de cellules serrées et grossièrement sphériques (connues sous le nom de stéréoblaste), entourée d’une couche externe unique différenciée de cellules allongées en forme de saucisse.

Deux populations, cependant, présentent un mélange de types de cellules dans tout le stéréoblaste. Les chercheurs ont interprété ce phénomène comme une forme plus jeune de l’organisme au cours du processus de différenciation, les cellules de la saucisse se développant et migrant vers l’extérieur du stéréoblaste.

D’autres organismes multicellulaires datant de la même époque ont été identifiés, notamment des champignons et des algues, mais la morphologie du Bicellum, selon les chercheurs, correspond davantage aux Holozoaires, le groupe qui contient les animaux et leurs plus proches parents unicellulaires.

Cela signifie que Bicellum pourrait constituer une pièce importante de l’énigme de l’évolution sur Terre, en nous aidant à comprendre non seulement la transition entre les holozoaires unicellulaires et les animaux multicellulaires plus complexes, mais aussi l’origine de certaines caractéristiques des animaux complexes.

Selon le paléobotaniste Paul Strother du Boston College (États-Unis) :

Les biologistes ont émis l’hypothèse que l’origine des animaux comprenait l’incorporation et la réaffectation de gènes antérieurs qui avaient évolué plus tôt dans les organismes unicellulaires.

Ce que nous voyons dans le Bicellum est un exemple d’un tel système génétique, impliquant l’adhésion et la différenciation cellulaire, qui a pu être incorporé dans le génome animal un demi-milliard d’années plus tard.

Cette découverte pourrait également contribuer à combler certaines lacunes concernant l’évolution de certaines formes de vie. L’un des plus grands débats qui fait rage sur les origines de la vie est de savoir si elle s’est produite dans les océans salés ou dans les lacs terrestres d’eau douce.

Étant donné que les preuves s’accumulent en faveur d’une Terre primitive très, très détrempée, il y a seulement 3,2 milliards d’années, et que l’on a trouvé des fossiles datant de 3,5 milliards d’années, un environnement marin semble probable pour la toute première vie microbienne, mais le Bicellum suggère que les lacs étaient également importants.

Selon Wellman :

La découverte de ce nouveau fossile nous suggère que l’évolution des animaux multicellulaires a eu lieu il y a au moins un milliard d’années et que les premiers événements précédant l’évolution des animaux ont pu se produire dans des eaux douces comme les lacs plutôt que dans l’océan.

Comme bon nombre de processus dans notre merveilleux monde, il est probable qu’un mélange complexe d’ingrédients a contribué à l’évolution de la Terre que nous connaissons aujourd’hui. L’équipe espère que la formation de Diabaig pourrait contenir encore plus d’indices pour comprendre cette histoire fascinante.

L’étude publiée dans Current Biology : A possible billion-year-old holozoan with differentiated multicellularity et présentée sur le site de l’Université de Sheffield : Billion-year-old fossil reveals missing link in the evolution of animals.