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Plusieurs formes de vie microbienne auraient existé assez tôt sur Terre

Des structures composées d'hématite rouge.Agrandir l’image (Nouvelle fenêtre)

Des structures composées d’hématite rouge formant une tige avec des branches parallèles sur un côté qui mesure près d’un centimètre de long

Photo : UCL/Dominic Papineau

Pour en arriver à cette conclusion, l’exobiologiste Dominic Papineau et ses collègues ont analysé une roche provenant de la ceinture de Nuvvuagittuq, située sur la côte de la baie d'Hudson, au Québec. Cette formation rocheuse est reconnue pour contenir les sédiments les plus anciens de la croûte terrestre.

En utilisant de nombreuses lignes de preuves différentes, notre étude suggère fortement qu'un certain nombre de types différents de bactéries existaient sur Terre il y a entre 3,75 et 4,28 milliards d'années, affirme le professeur Papineau.

Repères

  • La ceinture de Nuvvuagittuq était autrefois un morceau de plancher océanique.
  • Elle contient certaines des plus anciennes roches sédimentaires connues sur Terre.
  • Ces roches se seraient déposées près d'un système de cheminées hydrothermales, où des fissures sur le plancher océanique laissent passer des eaux riches en fer chauffées par du magma.

Dès 2017, une équipe à laquelle participait Dominic Papineau avait publié dans la revue Nature une étude décrivant des structures présentes dans une roche de la même ceinture qui appartenaient fort probablement à des micro-organismes fossilisés datant d'entre 3,8 et 4,3 milliards d'années.

Cette évaluation repoussait les plus anciennes traces de vie connues sur Terre de 100 millions, voire de 600 millions d’années. Elle avait rapidement été contestée par d’autres scientifiques qui n’étaient pas convaincus que les structures observées étaient bel et bien d’origine biologique. Selon eux, les minuscules filaments, les boutons et les tubes en hématite observés dans la roche pouvaient n’être qu’organiques, c’est-à-dire créés par des réactions chimiques.

Dans les travaux actuels, le professeur Papineau et son équipe ont analysé plus en détail une roche de la même ceinture.

« Nous avons découpé la roche en sections à peu près aussi épaisses que du papier [100 microns] afin d'observer de près les minuscules structures fossiles, qui sont faites d'hématite, une forme d'oxyde de fer ou de rouille, et enfermées dans du quartz. »

— Une citation de  Dominic Papineau

Ces tranches de roche étaient plus de deux fois plus épaisses que les sections précédentes que les chercheurs avaient découpées [en 2017], ajoute le professeur Papineau.

Le chert rouge est une roche riche en fer et en silice.

Le chert rouge est une roche riche en fer et en silice. Elle contiendrait des microfossiles tubulaires et filamenteux. Cette roche sédimentaire est en contact avec une roche volcanique vert foncé (en haut à droite). Elle était présente non loin des cheminées hydrothermales sur le plancher océanique.

Photo : UCL/Dominic Papineau

Les chercheurs y ont découvert une structure d'hématite beaucoup plus grande et plus complexe.

« Cette structure forme une tige avec des branches parallèles sur un côté qui mesure près d'un centimètre de long. Il y a aussi des centaines de sphères déformées […] associées avec les tubes et filaments qui finissent souvent en tire-bouchon. »

— Une citation de  Dominic Papineau

Le professeur Papineau reconnaît que certaines de ces structures peuvent être apparues à la suite de réactions chimiques, mais il estime que la tige en forme d'arbre avec des branches parallèles est fort probablement d'origine biologique. Selon lui, aucune structure créée uniquement par la chimie non biologique n'a été trouvée comme celle-là, ni en laboratoire ni dans la nature.

Dominic Papineau sur le terrain.

Dominic Papineau sur le terrain

Photo : UCL

En outre, l’équipe du UCL a comparé les structures observées à des fossiles plus récents, mais également à des bactéries oxydant le fer situées près des systèmes de cheminées hydrothermales actuels.

« Nous avons trouvé des équivalents modernes des filaments tordus, des structures ramifiées parallèles et des sphères déformées, par exemple près du volcan sous-marin Loihi, au large d'Hawaï. »

— Une citation de  Dominic Papineau

Les présents travaux apportent aussi la preuve que les bactéries puisaient leur énergie de différentes façons. En effet, les chercheurs ont trouvé dans la roche des sous-produits chimiques minéralisés qui correspondent à des microbes anciens vivant de fer, de soufre et peut-être aussi de dioxyde de carbone et de lumière par une forme de photosynthèse n'impliquant pas d'oxygène.

La vie extraterrestre

Publiés dans la revue Science Advances (Nouvelle fenêtre) (en anglais), les résultats de cette étude mènent les scientifiques à penser qu’une variété de vie microbienne existait déjà sur la Terre primordiale.

« Cela signifie que la vie aurait pu commencer aussi peu que 300 millions d'années après la formation de la Terre. En termes géologiques et astronomiques, c'est rapide! C’est environ un tour du Soleil autour de la galaxie. »

— Une citation de  Dominic Papineau

Le scientifique dresse un parallèle entre ses conclusions et la recherche de la vie extraterrestre, par exemple sur Mars et sur les lunes de Saturne et de Jupiter (comme Encelade ou Europe).

« Nos données ouvrent plusieurs pistes d’investigation sur le plan de l’évolution des métabolismes. Au niveau biologique, on repousse vraiment la complexité des micro-organismes, ce qui nous renseigne sur l’origine de la vie. »

— Une citation de  Dominic Papineau

Ces résultats ont des implications sur la possibilité d'une vie extraterrestre. Si la vie est relativement rapide à émerger, compte tenu des bonnes conditions, cela augmente la probabilité que la vie existe sur d'autres planètes, poursuit le professeur Papineau.

Cela nous donne une idée de la recette de ce qu’il faut chercher, de comment le chercher et de comment l’identifier, résume le chercheur.

La vie sur Terre

  • 4,568 milliards d’années : la formation de la Terre
  • De 4,3 à 3,8 milliards d’années : les formes les plus anciennes de vie, découvertes par l’équipe du Pr Papineau
  • 600 millions d’années : les premiers animaux multicellulaires
  • 385 millions d’années : le plus ancien arbre fossilisé
  • 230 millions d’années : l'apparition des dinosaures
  • 65 millions d’années : l'extinction des dinosaures permettant la prolifération des mammifères
  • 6 millions d’années : la séparation de la lignée des hominidés et des grands singes; les humains commencent à se déplacer sur leurs deux jambes.

Source: https://ici.radio-canada.ca/nouvelle/1878093/vie-microbienne-diversifiee-terre-primordiale-dominic-papineau.

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