Au microscope, ils apparaissent comme des traînées parallèles. Ils seraient les plus vieux microfossiles de structure photosynthétique découverts à ce jour. En s’intéressant à trois formations de schistes en Australie, au Canada et en République démocratique du Congo, une équipe de recherche belge a pu identifier des microfossiles organiques dans les formations australienne et canadienne et estime démontrer ainsi une activité photosynthétique oxygénique il y a 1,75 milliard d’années. Cette découverte apporte un nouvel éclairage sur l’évolution de la photosynthèse oxygénique et le développement de la vie sur Terre.
L’intérêt de cette recherche, qui a fait l’objet d’une publication le 3 janvier dans Nature, réside notamment dans l’étude de la structure morphologique de ces microfossiles. Catherine Demoulin, Emmanuelle Javaux et leurs collègues ont examiné au microscope électronique à transmission des échantillons de Navifusa majensis, une cyanobactérie. Les images ont révélé la présence de membranes filamenteuses macroscopiques, connues sous le nom de thylakoïdes. « Les thylakoïdes représentent une preuve ultrastructurale directe du métabolisme de la photosynthèse oxygénique »écrivent les auteurs.
Remontons un peu dans le temps, il y a environ 2,4 milliards d’années. Commence alors sur notre planète une « crise de l’oxygène », également appelée « grande oxygénation ». A cette époque, des micro-organismes, principalement des cyanobactéries, fixent le CO2 et produisent du dioxygène (O2) et de la matière organique. C’est le processus de photosynthèse, alimenté par l’énergie du Soleil. « L’essentiel de la fixation primaire de dioxyde de carbone sur Terre par la photosynthèse dépend de l’émergence de ce type de bactéries »explique Purificacion Lopez-Garcia, directrice de recherche de l’unité Ecologie, systématique et évolution (Paris-Saclay, CNRS), qui n’a pas participé aux travaux publiés dans Nature.
Deux groupes de cyanobactéries
Les cyanobactéries ont donc joué un rôle essentiel dans l’évolution de la vie sur Terre telle que nous la connaissons aujourd’hui. En participant activement à la photosynthèse, elles ont contribué significativement à l’oxygénation de l’atmosphère, favorisant ainsi le développement d’espèces terrestres aérobies.
« Tout le monde est à peu près d’accord pour dire que c’est la photosynthèse oxygénique, et donc la présence de cyanobactéries, qui a conduit à l’oxygénation de l’atmosphèrepoursuit la chercheuse. Ce changement a eu des répercussions majeures sur l’ensemble de la biosphère. Cela a ouvert la voie à l’apparition de formes de vie plus complexes, telles que les eucaryotes – organismes caractérisés par la présence d’un noyau dans leur structure cellulaire. »
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