Un échantillon de carottes de forage provenant de la ceinture de roches vertes de Barberton utilisé dans l’étude. Les couches sombres contiennent des particules de matière carbonée, restes altérés de micro-organismes paléoarchéens. Crédit : Manuel Reinhardt
L’équipe de recherche a découvert des communautés microbiennes complexes dans des écosystèmes remontant à plus de 3 milliards d’années.
On pense que les micro-organismes sont les premières formes de vie sur Terre, comme en témoignent les roches vieilles de 3,5 milliards d’années. Ces roches contiennent des marqueurs géochimiques et morphologiques, comme des composés et des structures chimiques spécifiques, que ces organismes anciens ont laissés derrière eux.
Cependant, on ne sait toujours pas exactement quand et où la vie est apparue sur Terre et quand une diversité de espèces développé dans ces premières communautés microbiennes. Les preuves sont rares et souvent contestées.
Aujourd’hui, des chercheurs dirigés par l’Université de Göttingen et l’Université de Linnéus en Suède ont découvert des découvertes clés sur les premières formes de vie. Dans des échantillons de roches d’Afrique du Sud, ils ont trouvé des preuves remontant à environ 3,42 milliards d’années d’un cycle du carbone d’une diversité sans précédent impliquant divers micro-organismes. Cette recherche montre que des communautés microbiennes complexes existaient déjà dans les écosystèmes au cours de la période paléoarchéenne. Les résultats ont été publiés dans la revue Recherche précambrienne.
Découvrir le passé : techniques de recherche avancées
Les chercheurs ont analysé des particules bien préservées de matière carbonée – les restes altérés d’organismes vivants – et les couches rocheuses correspondantes provenant d’échantillons de la ceinture de roches vertes de Barberton, une chaîne de montagnes d’Afrique du Sud dont les roches sont parmi les plus anciennes de la surface de la Terre. Les scientifiques ont combiné des analyses macro et micro pour identifier clairement les traces biologiques originales et les distinguer des contaminations ultérieures.
La région montagneuse de la ceinture de roches vertes de Barberton en Afrique du Sud. Crédit : Axel Hofmann
Ils ont identifié des « empreintes digitales » géochimiques de divers micro-organismes, y compris ceux qui ont dû utiliser la lumière du soleil comme source d’énergie, métaboliser le sulfate et probablement aussi produire du méthane. Les chercheurs ont déterminé le rôle respectif des micro-organismes dans le cycle du carbone de l’écosystème de l’époque en combinant des données géochimiques avec des résultats sur la texture des roches obtenus par analyse de lames minces au microscope.
« En découvrant de la matière carbonée dans les cristaux primaires de pyrite et en analysant les isotopes du carbone et du soufre dans ces matériaux, nous avons pu distinguer des processus métaboliques microbiens individuels », explique l’auteur principal de l’étude, le Dr Henrik Drake de l’Université de Linnéus.
Le premier auteur, le Dr Manuel Reinhardt, du centre de géosciences de l’université de Göttingen, ajoute : « Nous ne nous attendions pas à trouver des traces d’autant de processus métaboliques microbiens. C’était comme la proverbiale recherche d’une aiguille dans une botte de foin. L’étude donne un rare aperçu des premiers écosystèmes de la Terre. « Nos découvertes font progresser considérablement la compréhension des anciens écosystèmes microbiens et ouvrent de nouvelles voies de recherche dans le domaine de la paléobiologie. »
