Imagination d’artiste de deux organismes eucaryotes primordiaux du « Protosterol Biota » au fond de l’océan. D’après les fossiles moléculaires, les organismes du biote à protostérol vivaient dans les océans il y a environ 1,6 à 1,0 milliard d’années et sont nos plus anciens ancêtres connus. Crédit : Orchestré à mi-parcours par TA 2023
Des chercheurs ont découvert des organismes eucaryotes vieux de 1,6 milliard d’années, les Protosterol Biota, qui seraient les premiers prédateurs de la Terre. Ces créatures anciennes, découvertes grâce à des molécules de graisse fossiles dans des roches anciennes, étaient plus complexes que les bactéries, prédatant et façonnant probablement les premiers écosystèmes marins. Cette découverte remet en question les théories antérieures selon lesquelles l’océan ancien était essentiellement bactérien.
La découverte d’un « monde perdu » d’organismes anciens qui vivaient dans les cours d’eau de la Terre il y a au moins 1,6 milliard d’années pourrait modifier notre compréhension de nos premiers ancêtres.
Connues sous le nom de « biote des protostérols », ces créatures microscopiques font partie d’une famille d’organismes appelés eucaryotes. Les eucaryotes ont une structure cellulaire complexe qui comprend des mitochondries, connues comme la « centrale électrique » de la cellule, et un noyau qui joue le rôle de « centre de contrôle et d’information ».
Les formes modernes d’eucaryotes qui peuplent la Terre aujourd’hui comprennent les champignons, les plantes, les animaux et les organismes unicellulaires tels que les amibes. L’homme et toutes les autres créatures nucléées peuvent retracer leur lignée ancestrale jusqu’au dernier ancêtre commun eucaryote (LECA). Le LECA a vécu il y a plus de 1,2 milliard d’années.
La découverte du Protosterol Biota, publiée dans Nature, a été faite par des chercheurs de l’Australian National University (ANU). Selon les chercheurs, ces organismes pourraient avoir été les premiers prédateurs sur Terre.
Ces créatures anciennes étaient abondantes dans les écosystèmes marins du monde entier et ont probablement façonné les écosystèmes pendant une grande partie de l’histoire de la Terre. Selon les chercheurs, le biote à protostérols a vécu au moins un milliard d’années avant l’apparition de tout animal ou plante.
« Les restes moléculaires du biote à protostérols détectés dans des roches vieilles de 1,6 milliard d’années semblent être les plus anciens vestiges de notre propre lignée – ils ont vécu avant même le LECA. Ces créatures anciennes étaient abondantes dans les écosystèmes marins du monde entier et ont probablement façonné les écosystèmes pendant une grande partie de l’histoire de la Terre », a déclaré Benjamin Nettersheim, qui a obtenu son doctorat à l’ANU et qui est maintenant basé à l’université de Brême en Allemagne.
« Les formes modernes d’eucaryotes sont si puissantes et dominantes aujourd’hui que les chercheurs pensaient qu’elles auraient dû conquérir les anciens océans de la Terre il y a plus d’un milliard d’années.
« Les scientifiques ont longtemps cherché des preuves fossilisées de ces premiers eucaryotes, mais leurs restes physiques sont extrêmement rares. Les anciens océans de la Terre semblaient plutôt être un bouillon de bactéries.
« L’une des plus grandes énigmes de l’évolution précoce à laquelle les scientifiques ont tenté de répondre est la suivante : pourquoi nos ancêtres eucaryotes hautement compétents n’ont-ils pas dominé les anciens cours d’eau de la planète ? Où se cachaient-ils ?
« Notre étude renverse cette théorie. Nous montrons que les protostérols se cachaient à la vue de tous et qu’ils étaient en fait présents en abondance dans les anciens océans et lacs de la planète depuis toujours. Les scientifiques ne savaient tout simplement pas comment les chercher – jusqu’à aujourd’hui ».
Le professeur Jochen Brocks de l’ANU, qui a fait la découverte avec le Dr Nettersheim, a déclaré que les protostérols étaient certainement plus complexes que les bactéries et probablement plus grands, bien qu’on ne sache pas à quoi ils ressemblaient.
« Nous pensons qu’ils ont pu être les premiers prédateurs sur Terre, chassant et dévorant les bactéries », a déclaré le professeur Brocks.
Selon le professeur Brocks, ces créatures ont prospéré depuis environ 1,6 milliard d’années jusqu’à environ 800 millions d’années.
La fin de cette période de l’évolution de la Terre est connue sous le nom de « transformation tonienne », lorsque des organismes nucléés plus évolués, tels que les champignons et les algues, ont commencé à prospérer. Mais on ne sait pas exactement quand le biote à protostérols s’est éteint.
« La transformation tonienne est l’un des tournants écologiques les plus profonds de l’histoire de notre planète », a déclaré le professeur Brocks.
« Tout comme les dinosaures ont dû s’éteindre pour que nos ancêtres mammifères puissent devenir grands et abondants, le biote des protostérols a peut-être dû disparaître un milliard d’années plus tôt pour faire de la place aux eucaryotes modernes. »
Pour faire cette découverte, les chercheurs ont étudié des molécules de graisse fossile trouvées à l’intérieur d’une roche vieille de 1,6 milliard d’années qui s’était formée au fond de l’océan près de l’actuel Territoire du Nord de l’Australie. Les molécules possédaient une structure chimique primordiale qui laissait présager l’existence de créatures complexes précoces ayant évolué avant le LECA et disparues depuis.
« Sans ces molécules, nous n’aurions jamais su que le biote à protostérols existait. Les premiers océans semblaient en grande partie être un monde bactérien, mais notre nouvelle découverte montre que ce n’était probablement pas le cas », a déclaré le Dr Nettersheim.
Le professeur Brocks a déclaré : « Les scientifiques ont négligé ces molécules pendant quatre décennies parce qu’elles ne correspondent pas aux images typiques de la recherche moléculaire.
« Mais une fois que nous avons su ce que nous cherchions, nous avons découvert que des dizaines d’autres roches, prélevées dans des cours d’eau vieux de plusieurs milliards d’années à travers le monde, suintaient également de molécules fossiles similaires. »
Pour en savoir plus sur cette recherche :
Référence : « Lost world of complex life and the late rise of the eukaryotic crown » par Jochen J. Brocks, Benjamin J. Nettersheim, Pierre Adam, Philippe Schaeffer, Amber J. M. Jarrett, Nur Güneli, Tharika Liyanage, Lennart M. van Maldegem, Christian Hallmann et Janet M. Hope, 7 juin 2023, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-023-06170-w
Nettersheim a réalisé cette analyse dans le cadre de son doctorat à l’ANU avant d’accepter un poste à l’université de Brême. Des scientifiques d’Australie, de France, d’Allemagne et des États-Unis ont participé à ces travaux.