Image au microscope de cyanobactéries modernes appelées oscillatoria
Shutterstock / Ekky Ilham
Les chercheurs ont identifié des structures photosynthétiques à l’intérieur de fossiles de cyanobactéries vieilles de 1,75 milliard d’années. Cette découverte est la plus ancienne preuve de ces structures à ce jour, fournissant des indices sur la façon dont photosynthèse évolué.
Emmanuelle Javaux à l’Université de Liège en Belgique et ses collègues ont analysé des fossiles collectés dans des roches sur trois sites. Le site le plus ancien était la formation McDermott en Australie, vieille d’environ 1,75 milliard d’années, et les deux autres étaient la formation Grassy Bay au Canada, vieille d’un milliard d’années, et la formation Bllc6 en République démocratique du Congo.
De ces roches, les chercheurs ont extrait des cyanobactéries fossilisées, qui produisent de l’énergie par photosynthèse. «Ils sont très petits, moins d’un millimètre, donc on ne peut pas les voir avec les yeux», explique Javaux. Elle et ses collègues ont placé les fossiles dans de la résine et les ont découpés en sections de 60 à 70 nanomètres d’épaisseur à l’aide d’un couteau tranchant en diamant, puis ont analysé les structures internes au microscope électronique.
Ils ont découvert que les cyanobactéries d’Australie et du Canada contenaient des thylakoïdes, ou des sacs liés à la membrane où photosynthèse se produit. “Ce sont les thylakoïdes fossilisés les plus anciens que nous connaissions aujourd’hui”, explique Javaux. Auparavant, les fossiles de thylakoïdes les plus anciens avaient environ 550 millions d’années. « Nous avons donc repoussé les archives fossiles de 1,2 milliard d’années », dit-elle.
Ceci est important car toutes les cyanobactéries n’ont pas de thylakoïdes, et on ne sait pas exactement quand ces structures, qui ont rendu la photosynthèse plus efficace, ont évolué pour la première fois, explique Kévin Boyce à l’Université de Stanford en Californie. On peut désormais dater cette diversification il y a au moins 1,75 milliard d’années, dit-il. Les fossiles de cyanobactéries les plus anciens ont environ 2 milliards d’années, bien que d’autres preuves, comme les signatures géochimiques, indiquent que la photosynthèse existe depuis encore plus longtemps.
Il est largement admis que les cyanobactéries sont à l’origine de l’accumulation de l’oxygène dans l’atmosphère terrestre Il y a 2,4 milliards d’années. “Une idée est qu’ils ont peut-être inventé les thylakoïdes à cette époque, ce qui aurait augmenté la quantité d’oxygène sur Terre”, explique Javaux. «Maintenant que nous avons trouvé des thylakoïdes très anciens et qu’ils peuvent être conservés dans des roches très anciennes, nous pensons que nous pourrions remonter plus loin dans le temps et essayer de tester cette hypothèse», dit-elle.
Les sujets:
