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Les premiers animaux sont-ils apparus dans des lacs alcalins ?

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La brusque apparition des organismes pluricellulaires culminant avec l'explosion cambrienne et sa diversité surprenante est mystérieuse. Elle l'est peut-être encore plus que l'on ne l'imaginait selon un groupe de chercheurs pour qui les plus anciennes traces d'animaux connues, trouvées dans le Sud de la Chine, seraient associées non à un environnement marin, comme on le pensait, mais à des lacs.

Les strates de la Formation Doushantuo sont bien visibles dans les Gorges du Yangtze. Crédit : Martin Kennedy, UC Riverside

On est encore loin de comprendre l'apparition de la Vie sur Terre, qui date probablement de 4 milliards d'années environ, et certains chercheurs spéculent même sur le rôle des comètes jusqu'à celui de la mécanique quantique, comme Paul Davies. Presque aussi mystérieuse est sa diversification rapide culminant vers - 530 millions d'années avec la fameuse explosion Cambrienne. On sait cependant qu'entre -600 et -560 millions d'années les premiers organismes multicellulaires semblent se développer, comme en témoignent les célèbres fossiles d'Ediacara, mais surtout ceux des œufs et embryons d'animaux trouvés dans les sédiments phosphatés de la Formation Doushantuo, dans le Sud de la Chine.

Selon l'image classique de l'évolution de la Vie, celle-ci apparaît d'abord dans les mers et les océans puis migre lentement sur les continents. L'analyse des conditions de sédimentation de la Formation Doushantuo semblait jusqu'ici corroborer cette hypothèse et, tout au plus, les fossiles trouvés pouvaient s'être formés dans un milieu semblable à des lagons ou des lagunes.

D'après les recherches récentes publiées dans les Proceedings of the National Academy of Sciences (Pnas) par un groupe de géologues et géochimistes américains et canadiens, c'est en direction d'une tout autre image que la science se dirige peut-être.

En effet, pour ces chercheurs, parmi lesquels se trouvent Martin Kennedy et Tom Bristow, la présence dans certaines zones de la Formation Doushantuo d'un minéral argileux, la smectite, ne s'explique que si cette dernière est en réalité liée à des lacs et pas des mers peu profondes. Toutefois, la composition chimique particulière de la smectite retrouvée est similaire à celle se déposant dans des lacs salés alcalins. On peut avoir une image d'un tel lac aujourd'hui avec le lac Natron au nord de la Tanzanie.

Les chercheurs sont arrivés à cette conclusion en étudiant, notamment par la méthode de diffraction des rayons X, des centaines d'échantillons prélevés dans différentes localités de la Chine du Sud. Non seulement la composition de la smectite retrouvée ne cadre pas avec des dépôts d'origine marine mais leur absence dans certaines zones de la Formation Doushantuo ne peut s'expliquer que par des conditions non uniformes, là encore incompatibles avec une sédimentation dans une mer peu profonde et calme.

C'est une énorme surprise pour les spécialistes des géosciences et de l'apparition de la Vie car, si vraiment les premiers organismes pluricellulaires se sont développés dans ce genre d'environnement, cela signifierait qu'il s'est produit une évolution parallèle du vivant dans des lacs déconnectés et que la Vie était déjà répandue il y a 600 millions d'années dans des environnements plus diversifiés que l'on ne l'imaginait.

Tout ceci est bien sûr valable sous réserve que l'on ne trouve pas d'organismes similaires à ceux de la formation Doushantuo à la même époque dans des sédiments incontestablement marins. Le dernier mot n'est sans doute pas dit mais dans le cas contraire, il restera à comprendre pourquoi le passage à des métazoaires s'est produit dans des lacs avec des conditions physicochimiques bien particulières.