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Métaux lourds, sexe et granite : une recette pour les multicellulaires ?

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On ne sait toujours pas quand la vie est apparue sur Terre ni ce qui s'est vraiment passé ensuite, avant la fameuse explosion cambrienne. Il semble probable que les organismes pluricellulaires et la reproduction sexuée qui va avec soient apparus il y a entre 1 et 2 milliards d'années. Pourquoi à cette époque ? Des géologues viennent de faire un lien possible entre ces événements et la production massive de certains types de granites pendant cette période.

La faune de l'Édiacarien (autrefois appelée faune vendienne) est constituée d'organismes énigmatiques en forme de feuille ou de tube. L'Édiacarien (−630 à −542 Ma) est la dernière période géologique de l'ère protérozoïque. Elle doit son nom aux collines Ediacara, situées à 650 km au nord d'Adélaïde en Australie. Les fossiles de ces organismes ont été découverts dans le monde entier et représentent les premiers organismes multicellulaires complexes connus. On voit ici un exemplaire fossile de Dickinsonia Costata. © Wikipédia-Verisimilus

La diversité des formes biologiques sur Terre date de l'explosion cambrienne. Juste avant elle, on sait qu'il a commencé à exister sur Terre il y a environ 600 millions d'années les premiers métazoaires complexes, ceux qui font partie de la faune de l'Édiacarien, mais il est probable qu'ils soient apparus encore un peu plus tôt. On sait que les multicellulaires datent d'au moins 1,2 milliard d'années puisque l'on connaît l'exemple de l'algue rouge Bangiomorpha pubescens dont on a retrouvé des fossiles datant de cette époque. On pense que les multicellulaires sont arrivés un peu plus tôt, bien que la découverte de certains fossiles au Gabon pourraient repousser leur apparition il y a au moins 2,1 milliards d'années.

Sur l'apparition de la vie elle-même, on en sait encore moins. Faut-il faire intervenir des argiles, les comètes, les pierres ponces ? Nul ne le sait, pas plus que sa date, même s'il semble raisonnable qu'elle soit postérieure à la fin du Grand Bombardement tardif, il y a environ 3,8 milliards d'années. 

Un morceau de granite à texture rapakivi, l'un des granites s'étant formés en grandes quantités en liaison avec la formation du supercontinent la Nuna. © Lysippos

Mais pour en revenir à l'apparition des premiers multicellulaire, il semble qu'elle n'ait été possible que grâce à l'existence de certaines protéines utilisant des métaux lourds comme le zinc, le cuivre et le molybdène. Si tel est bien le cas, cela pose des contraintes géochimiques sur l'environnement assurant une quantité suffisamment importante de ces atomes à la disposition des êtres vivants.

La Columbia, la mère des multicellulaires ?

C'est en se basant sur cette idée qu'un groupe de géologues britanniques vient de proposer un scénario intéressant dans un article paru dans Geology. On pense savoir qu'il y a environ 2,2 milliards d'années, a commencé la formation d'un des plus anciens supercontinents, la Columbia, également connu sous les noms de Nuna et, plus récemment d'Hudsonland ou Hudsonia. Il aurait ensuite existé pendant une période s'étendant de -1,8 à -1,5 milliard d'années pendant l'ère paléoprotérozoïque. Il a laissé des cratons qui se retrouvent sur les continents Laurentia et Baltica, ainsi qu'en Ukraine, en Amazonie, en Australie.

La formation de ce supercontinent a entraîné celle de grandes quantités de granites riches en métaux lourds. L'un de ceux-ci est un granite à texture rapakivi. Ces granites se seraient rapidement érodés, provoquant une brusque augmentation du taux de ces métaux dans l'océan sur les rivages de la Nuna. Sans cette augmentation, pensent les chercheurs, leur quantité dans l'eau auraient été insuffisante pour qu'ils puissent être utilisés par des organismes unicellulaires pour devenir, grâce à certaines protéines, multicellulaires.

S'ils ont raison, cela permet de préciser la date de l'apparition des multicellulaires dont la recette partielle de fabrication serait donc du granite, des métaux lourds et la découverte de la reproduction sexuée. On pense en effet que c'est l'une des découvertes faites par les organismes unicellulaires ayant permis l'apparition d'organismes multicellulaires.

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