3,75 milliards d’années : la vie complexe pourrait avoir débuté sur Terre bien plus tôt que prévu
La vie sur Terre a probablement émergé d’une seule étincelle au début de l’histoire de la Terre. Quelque temps plus tard, elle s’est diversifiée, se ramifiant en lignées qui l’ont aidée à survivre. Le moment exact où ces étapes se sont produites est un sujet de discorde dans la communauté scientifique, mais de nouvelles recherches suggèrent que ces deux étapes pourraient avoir eu lieu plus tôt que prévu.
Image d’entête : le Dr Dominic Papineau de l’University College de Londres tenant un échantillon de la roche, dont l’âge est estimé à 4,28 milliards d’années. (UCL/ FILMBRIGHT)
L’étude, menée par des chercheurs de l’University College de Londres (UCL), s’appuie sur des preuves de vie microbienne diversifiée à l’intérieur d’un morceau de roche de la taille d’un poing provenant du Québec, au Canada, daté d’environ 3,75 à 4,28 milliards d’années.
En 2017, les chercheurs qui l’ont découvert ont émis l’hypothèse (vidéo ci-dessous) que les structures présentes dans la roche, de minuscules filaments, boutons et tubes, avaient été laissées par d’anciennes bactéries. Mais, tout le monde n’était pas convaincu que ces structures, qui repousseraient la date des premiers signes de vie sur Terre d’au moins 300 millions d’années, étaient d’origine biologique.
Cependant, après une analyse plus approfondie de la roche, l’équipe a découvert une structure encore plus grande et plus complexe que celles qui avaient été identifiées précédemment. Au sein de la roche se trouvait une structure en forme de tige avec des branches parallèles sur un côté qui mesurent près d’un centimètre de long, ainsi que des centaines de sphères déformées, ou ellipsoïdes, à côté des tubes et des filaments.
Les filaments que l’on voit ici sont les structures en forme de tige qui indiquent les plus anciens fossiles connus. (D. Papineau)
Selon l’auteur principal de l’étude, le géochimiste Dominic Papineau de l’UCL :
Cela signifie que la vie pourrait avoir commencé à peine 300 millions d’années après la formation de la Terre. En termes géologiques, c’est rapide, environ un tour du Soleil autour de la galaxie.
La question essentielle pour Papineau et ses collègues était de savoir s’il était possible que ces structures se soient formées par des réactions chimiques non liées aux êtres vivants.
Selon l’étude, certaines des plus petites structures auraient pu être le produit de réactions abiotiques (action du non-vivant sur le vivant), mais la tige « arborescente » récemment identifiée est très probablement d’origine biologique, car aucune structure de ce type, créée uniquement par des réactions chimiques, n’a été découverte auparavant.
En plus des structures, les chercheurs ont identifié des composés chimiques minéralisés dans la roche qui pourraient être des sous-produits de différents types de processus métaboliques.
Les substances chimiques sont compatibles avec des processus de récupération d’énergie des bactéries qui auraient impliqué du fer et du soufre. Selon les interprétations des signatures chimiques, il pourrait même y avoir des indices d’une version de la photosynthèse.
Ces résultats laissent entrevoir la possibilité que la Terre à ses débuts, 300 millions d’années seulement après sa formation, était habitée par une vie microbienne.
La roche a été analysée en combinant des observations optiques au moyen de microscopes Raman (qui utilisent la diffusion de la lumière pour déterminer les structures chimiques) et la recréation numérique de sections de la roche à l’aide d’un superordinateur qui a traité des milliers d’images provenant de deux techniques d’imagerie à haute résolution.
Le morceau de roche en question a été prélevé par Papineau en 2008 dans la ceinture de roches vertes de Nuvvuagittuq (NSB), au Québec, qui faisait autrefois partie du plancher océanique. Cette ceinture contient certaines des plus anciennes roches sédimentaires connues sur Terre. La roche chargée de fossiles a également été analysée pour déterminer les niveaux de concentration d’éléments terrestres rares. Les chercheurs ont constaté qu’elle présentait effectivement les mêmes niveaux que d’autres spécimens de roches anciennes, ce qui confirme qu’elle est aussi ancienne que les roches volcaniques environnantes.
Roche rouge vif, riche en fer et en silice, qui contient des microfossiles tubulaires et filamenteux. (D. Papineau)
Avant cette découverte, la plus ancienne preuve fossile de vie avait été trouvée en Australie occidentale, datant de 3,46 milliards d’années. Cependant, la question de savoir si ces fossiles étaient d’origine biologique est tout aussi controversée.
Les plus passionnantes répercussions de cette découverte sont peut-être ce qu’elle signifie pour la distribution potentielle de la vie dans l’Univers. Si elle a pu se développer et évoluer dans les conditions difficiles de la Terre primitive, elle pourrait être plus répandue dans le cosmos que nous le pensons.
Selon les chercheurs de cette étude :
Cette découverte implique que quelques centaines de millions d’années seulement sont nécessaires pour que la vie évolue jusqu’à un niveau organisé sur une planète habitable primordiale. Nous concluons donc que de tels écosystèmes microbiens pourraient exister sur d’autres surfaces planétaires où l’eau liquide a interagi avec des roches volcaniques, et que ces plus anciens microfossiles et dubiofossiles rapportés ici du NSB suggèrent que la vie extraterrestre pourrait être plus répandue qu’on ne le pensait.
L’étude publiée dans Science Advances : Metabolically diverse primordial microbial communities in Earth’s oldest seafloor-hydrothermal jasper et présentée sur le site de de l’University College de Londres : Diverse life forms may have evolved earlier than previously thought.