La vie sur les continents est bien plus ancienne que ce qu'on pensait

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La plus ancienne trace de vie continentale a été découverte en Afrique du Sud.
La plus ancienne trace de vie continentale a été découverte en Afrique du Sud.

LOINTAIN. "Avant notre découverte, le plus ancien fossile terrestre connu datait de 2,7 milliards d'années, explique Stefan Lalonde, chercheur à l'Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM) de Brest et co-auteur de l'étude. Il s'agissait des stromatolithes (des structures laminaires constituées de bactéries et de sédiments, NDLR) trouvés à l'ouest de l'Australie dans un milieu aquatique-terrestre." Les tapis microbiens que son équipe vient de mettre au jour vivaient il y a 3,22 milliards d'années, soit plus de 500 millions d'années plus tôt... un sacré saut dans le temps !

Les fossiles microbiens ont été trouvés dans la région de Barberton en Afrique du sud, plus précisément sur le "Groupe de Moodies", la plus haute des trois unités stratigraphiques constituant la "ceinture de roche verte". Cet affleurement rocheux est "le plus ancien gisement alluvial-fluviatile préservé au monde" peut-on lire dans l'étude parue dans Nature Geoscience. "On peut le dater grâce au contexte sédimentaire" explique Stefan Lalonde à Sciences et Avenir. Les tapis microbiens ont été trouvés dans ce qui serait un ancien lit de rivière. "Quand on dit que c'est la plus ancienne trace de vie terrestre, terrestre est ici à opposer à océanique ou marine. Les communautés microbiennes dont on parle vivaient dans un système terrestre-aquatique, c'est à dire en dehors des océans, sur le plateau continental", précise le chercheur. Les micro-organismes se développaient ainsi à la surface de roches humides. "Nous savons que les tapis microbiens avaient besoin d'eau mais ce que l'on ignore encore, c'est la quantité d'eau qui coulait sur ces pierres : étaient-elles immergées en permanence ou très épisodiquement, mystère."

Les traces laissées par les microbes ne ressemblent pas à l'image qu'on se fait des fossiles. "Les tapis forment des couches noires compactes de matière organique de quelques millimètres d'épaisseur", précise Stefan Lalonde. La structure générale de la roche dans laquelle ont été retrouvées ces communautés microbiennes ressemble à des lasagnes : "Il y a une couche de microbes, puis une couche de sédiments, une couche de microbes et ainsi de suite. Ça peut s'étaler sur des centaines de mètres et mesurer plusieurs kilomètres d'épaisseur", s'exclame le chercheur. D'après Martin Homann, chercheur à l'IUEM et auteur principal de l'étude, ces dépôts sédimentaires avaient déjà été décrits dans la littérature comme ayant effectué une transition de la terre à la mer mais leurs tapis microbiens fossilisés n'avaient jamais été reconnus. "Je n'avais jamais vu cette association auparavant dans les Moodies. Je savais que ces affleurements étaient uniques, mais leur importance devait encore être complètement découverte" déclare-t-il enthousiaste.

Comparaison de tapis fossiles avec des exemples modernes : a) Tapis du Groupe des Moodies de 3,22 Ma, conservés sous forme de lamelles carbonées sombres et de grès caillouteux, b) Tapis modernes de la côte tunisienne. Notez que les couches vertes supérieures de ces tapis sont formées par des cyanobactéries (flèche), tandis que dans les parties inférieures, les communautés bactériennes anaérobies dominent. © Martin Homann

Les tapis microbiens étaient constitués de multiples organismes différents mais l'identification précise de chacun d'entre eux est impossible. "Quand on regarde le tapis, on devine certaines structures filamenteuses caractéristiques des bactéries mais on ne peut pas en être sûrs, dit Stefan Lalonde. Il devait y avoir, comme dans les communautés microbiennes modernes, des bactéries photosynthétiques qui produisaient de la matière organique à partir de matière minérale, puis d'autres bactéries hétérotrophes qui les consommaient. Cela formait des communautés complexes composées de micro-organismes marins et terrestres." De telles communautés microbiennes formant des tapis sont encore courantes aujourd'hui mais "elles se développent plutôt dans des environnements extrêmes (lagunes hypersalines ou sources chaudes), où elles sont protégées" explique Martin Homann.

Il y a 3,2 milliards d'années, la vie sur le continent était d'autant plus rare et difficile que les terres émergées ne représentaient à priori qu'un très faible pourcentage de la surface du globe. "Certains modèles indiquent que la Terre était peut-être un 'Waterworld' comme dans le film avec Kevin Costner mais c'est difficile à vérifier. Les continents semblent avoir émergés entre -3,5 et -2,5 milliards d'années, précise Stefan Lalonde. Toutefois, le fait de trouver des traces de vie sur le plus ancien système terrestre accessible que l'on connaisse peut laisser penser que la vie était déjà bien présente sur les continents de l'époque et même peut-être avant..." Il n’est en effet pas improbable que les microbes aient déjà vécu avant sur terre mais il est compliqué de le prouver : "Nos connaissances sont très limitées car il n’y a pratiquement que deux sites préservés sur Terre, la ceinture de roches vertes de Barberton (Afrique du Sud) et le craton de Pilbara (Australie), qui datent de 3,22 milliards d’années" conclut Martin Homann.