Le géologue Andrew Czaja indique la couche de roche dans laquelle des bactéries sulfureuses fossiles ont été découvertes en Afrique du Sud. © Aaron Satkoski

Planète

Avant la Crise de l'oxygène, des bactéries vivaient très bien grâce au soufre

ActualitéClassé sous :paléontologie , craton du Kaapvaal , Formation Gamohaan

Certaines bactéries se nourrissent de soufre et il s'agit peut-être d'un vestige de l'apparition de la vie au niveau de sources hydrothermales. Les plus anciennes formes fossiles de ces bactéries ont été découvertes en Afrique du Sud. Elles existeraient depuis au moins 2,5 milliards d'années environ.

On ne sait pas quand la vie est apparue sur Terre ni comment, peut-être pendant l'Hadéen, il y a plus de 4 milliards d'années, à moins que ce soit pendant l'Archéen, la période de l'histoire de notre Planète qui s'étend il y a entre 4 et 2,5 milliards d'années. Certains pensent que la vie est née au niveau des sources hydrothermales sous forme d'organismes extrêmophiles utilisant la chimiosynthèse basée sur le soufre. D'autres pensent que de tels organismes, que l'on peut observer aujourd'hui, sont en fait le produit tardif de l'évolution. Il est donc potentiellement intéressant de savoir quand sont apparues les formes vivantes capables d'utiliser le soufre.

De nos jours, on connait par exemple depuis un certain temps déjà les bactéries sulfureuses pourpres et vertes. Elles effectuent de la photosynthèse mais elles ne produisent pas d'oxygène lorsqu'elles oxydent le sulfure d'hydrogène (H2S) en soufre élémentaire (S). Mais en 1999, des chercheurs ont fait la découverte de Thiomargarita namibiensis (ce qui signifie étymologiquement « la perle de soufre de Namibie »), une bactérie géante vivant en populations denses dans certains sédiments des côtes namibiennes, au niveau du plateau continental. Elle prolifère dans un milieu à la fois riche en nutriments mais pauvre en oxygène et abondant en sulfures.

Un exemple de fossile d'une bactérie sulfureuse de l'Archéen observé au microscope. Sa forme sphérique a été déformée par les contraintes mécaniques dans la roche au cours des milliards d'années. © Andrew Czaja

Les plus anciens fossiles de formes de vie en eaux profondes

Un groupe de  géologues vient d'annoncer dans un article paru dans Geology qu'il avait découvert dans des sédiments déposés dans des conditions similaires, sans lumière, des fossiles de bactéries ressemblant à Thiomargarita namibiensis. Ils ont été dénichés dans les couches de la formation Gamohaan faisant partie du craton Kaapvaal, en Afrique du Sud. Ces bactéries, qui se seraient développées dans des sédiments autour du supercontinent Vaalbara, ont vécu pendant le néoarchéen et la datation des roches qui les contiennent fournit comme âge, 2,52 milliards d'années.

À cette époque, des cyanobactéries productrices de stromatolites existaient depuis au moins 200 millions d'années. On a des raisons de penser qu'elles existaient déjà il y a plus de 3 milliards d'années, qu'elles effectuaient de la photosynthèse et qu'elles produisaient de l'oxygène. Si tel est bien le cas, cet oxygène aurait commencé à s'accumuler dans les océans. Ce qui est sûr cependant, c'est que l'atmosphère ne commence à contenir de l'oxygène que depuis 2,4 à 2,2 milliards d'années, lorsque les océans seraient devenus saturés. C'est ce que l'on appelle la Crise de l'oxygène ou la Grande oxydation, notamment parce que la vie a dû s'adapter à la présence nettement plus importante de l'oxygène, qui peut être un poison pour certaines formes vivantes, et aussi parce qu'on constate la formation de gisements de fer par précipitation dans les océans, précipitation que l'on peut interpréter comme étant due à une brusque augmentation de la quantité d'oxygène dans les océans.

En tout état de cause, les fossiles trouvés en Afrique du Sud apparaissent non seulement comme les plus anciennes traces de bactéries sulfureuses mais aussi comme les plus anciennes traces de formes de vie capables de vivre en eaux profondes, en l'absence de lumière. Ils devraient nous aider à mieux comprendre ce qui s'est passé dans la biosphère, l'atmosphère et les océans durant l'Archéen.

Abonnez-vous à la lettre d'information La quotidienne : nos dernières actualités chaque jour.

!

Merci pour votre inscription.
Heureux de vous compter parmi nos lecteurs !

Cela vous intéressera aussi