Divers microfossiles de la Terre suggèrent que la vie extraterrestre devrait être répandue

Les premières années de la Terre sont, bien sûr, assez troubles et nous ne savons pas vraiment comment ou quand la vie a commencé. Le calendrier de la vie démarre de plus en plus tôt à chaque nouvelle découverte de fossiles et  les plus anciens font généralement l’objet de grandes discussions. Ce fut le cas pour les microscopiques fossiles trouvés dans l’ouest de l’Australie, il y a des décennies, qui semblaient montrer des preuves de vie remontant à près de 3,5 milliards d’années, mais ces découvertes ont depuis été contestées. Une nouvelle analyse montre que les microfossiles sont en effet biologiques et la découverte peut avoir des implications sur les probabilités d’une vie extraterrestre.

Image d’entête : Cet échantillon de roche a été prélevé dans l’Apex Chert, une formation rocheuse de l’ouest de l’Australie qui est l’un des gisements de roches les plus anciens et les mieux conservés au monde en 1982 et qui a montré des signes d’une vie précoce sur Terre. (John Valley/ UW-Madison)

Ci-dessous: l’Apex Chert. (John Valley/ UW-Madison)

L’accès au titre du plus ancien fossile est controversé. Cette nouvelle étude, menée par des scientifiques de l’université de Californie à Los Angeles (UCLA) et de l’université du Wisconsin-Madison, affirme que ces microfossiles datent de 3,465 milliards d’années. C’est assez vieux, mais déjà dépassé par des fossiles trouvés dans une ancienne source chaude dans la région de Pilbara, au nord-ouest de l’Australie, qui auraient 3,48 milliards d’années. Et tous deux sont également surpassés par des stromatolithes au Groenland qui datent de 3,7 milliards d’années, alors qu’un lot de fossiles canadiens aurait passé les 4,3 milliards d’années.

Mais comme il est si difficile de faire le point sur le passé, toutes ces découvertes doivent être prises avec des pincettes. Les fossiles au cœur de cette étude ont été décrits pour la première fois en 1993, mais il a été débattu plus tard s’ils étaient d’origines biologiques ou si les structures microscopiques pouvaient se former à travers d’autres processus. En y regardant de plus près, l’équipe affirme maintenant avoir confirmé que les fossiles sont bel et bien biologiques, en identifiant les différents taxons auxquels ils appartiennent et en décrivant les comportements physiologiques possibles des organismes.

Un exemple de l’un des microfossiles découvert dans un échantillon de roche récupéré à partir de l’Apex Chert, une formation rocheuse dans l’ouest de l’Australie qui est parmi les dépôts de roches les plus anciennes et les mieux conservées au monde. Les fossiles ont été décrits pour la première fois en 1993.
(J. William Schopf/ UCLA)

L’équipe a analysé les échantillons à l’aide d’un spectromètre de masse à ionisation secondaire (SIMS). Cet instrument permet d’identifier les différentes signatures de carbone des organismes en évaluant le rapport entre les isotopes du carbone-12 et de carbone-13. En comparant ces ratios à un chiffre standard, ainsi qu’à un échantillon de roches voisines ne contenant pas de fossiles, l’équipe a pu confirmer que les fossiles étaient bien d’origine biologique.

Un morceau de roche de 3,5 milliards d’années, étudié avec l’instrument SIMS (Jeff Miller)

Selon John Valley, coauteur de l’étude :

Les différences dans les rapports isotopiques du carbone sont en corrélation avec leurs formes. Si elles ne sont pas biologiques, il n’y a pas de raison d’une telle corrélation: leurs rapports C-13-C-12 sont caractéristiques de la biologie et de la fonction métabolique.

Sur la base de cette découverte, l’équipe a identifié 11 spécimens d’organismes qui appartenaient à cinq taxons différents et elle a déterminé comment ils auraient pu vivre. Parmi eux se trouvaient des bactéries phototropes qui produisent de l’énergie à partir de la lumière du soleil, des Archaea qui produisent du méthane et des gammaprotéobactéries qui consomment du méthane. À l’époque, dans l’histoire de la Terre, le méthane aurait été le principal constituant de l’atmosphère terrestre.
L’analyse des isotopes du carbone a révélé que ce micro-organisme de 3,5 milliards d’années consommait probablement du… méthane.

L’analyse des isotopes du carbone a révélé que ce micro-organisme de 3,5 milliards d’années consommait probablement du méthane (J. William Schopf/ UCLA)

De découvrir une vie si diverse à ce stade précoce de la Terre a d’importantes implications dans le domaine de la traque de la vie ailleurs que sur Terre. L’équipe suggère que, si la vie peut évoluer si rapidement, alors elle devrait pouvoir le faire aussi facilement sur d’autres planètes.

Selon J. William Schopf, responsable de l’étude :

Il y a 3,465 milliards d’années, la vie était déjà diversifiée sur Terre, c’est clair : des photosynthétiseurs primitifs, des producteurs de méthane, des utilisateurs de méthane. Ce sont les premières données qui montrent des organismes très divers à cette époque dans l’histoire de la Terre, et notre recherche précédente a montré qu’il y avait aussi des utilisateurs de soufre il y a 3,4 milliards d’années. Si les conditions sont bonnes, il semble que la vie dans l’univers devrait être généralisée.

La NASA prévoit actuellement de collecter un échantillon de sol martien et de le renvoyer sur Terre pour l’étudier, et l’équipe suggère que l’instrument SIMS sera probablement utilisé pour vérifier si des microfossiles similaires existent sur la planète rouge.

L’étude publiée dans PNAS : SIMS analyses of the oldest known assemblage of microfossils document their taxon-correlated carbon isotope compositions et présentée sur le site de l’UCLA : Ancient fossil microorganisms indicate that life in the universe is common.