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Des fossiles datant d’un demi-milliard d’années révèlent de nouveaux détails sur l’un des chapitres les plus mystérieux de l’histoire de la Terre.

Il y a près de 600 millions d’années, les continents de la Terre étaient des terres sans vie – mais les océans grouillaient d’une variété vertigineuse de formes de vie frôlait aveuglément des tapis de microbes qui recouvraient le fond marin.

L’un des plus anciens animaux

Pensées pour représenter la première floraison d’une vie multicellulaire complexe sur notre planète, ces créatures sont apparues dans un monde dépourvu de prédateurs et n’avaient pas besoin de carapaces ou de squelettes protecteurs durs. Leurs corps mous et moelleux ressemblaient à des tubes, des frondes ou même de minces oreillers matelassés; ils ne ressemblaient guère à l’anatomie des animaux d’aujourd’hui. Cette ancienne biosphère semble tout à fait étrangère – et pourtant ces organismes doivent être nos premiers ancêtres.

C’est du moins ce que raconte un article publié aujourd’hui dans Science, où les chercheurs soutiennent qu’un fossile emblématique de cette époque est le plus ancien animal. Si ils ont raison, cette découverte règle un débat vieux de 70 ans et pourrait expliquer l’émergence de formes de vie plus avancées sur notre planète autrefois stérile.

Les fossiles datant d’il y a quelque 575 à 541 millions d’années, à l’époque connue sous le nom de période d’Ediacaran, représentent la plus ancienne vie complexe connue sur Terre, c’est-à-dire qu’ils ne sont ni microscopiques, ni monocellulaires. Cependant, en raison de leur éloignement de nous par rapport au temps planétaire et évolutif – et du fait que la chair se fossilise beaucoup moins facilement que la carapace ou les os – leur véritable nature est restée pour la plupart inconnue.

Aucune caractéristique évidente les reliant aux animaux

En 1947, par exemple, lorsque des scientifiques australiens ont découvert pour la première fois les fossiles segmentés en forme de galette de créatures ediacariennes appelées Dickinsonia, qui pouvaient atteindre un mètre de long, ils pensaient que ces étranges organismes étaient une forme précoce de méduse, et pourtant, les Dickinsonias et autres Ediacariens fossilisés ne présentent aucune caractéristique évidente, comme des appendices, une bouche ou un intestin qui les relieraient à tout ce qui se trouve dans le règne animal.

En tant que tels, leur place sur l’arbre généalogique de la vie a été assez controversée: si Dickinsonia n’était pas une méduse, il s’agissait peut-être plutôt de vers annelides ou de champignons, ou de lichens énormément surdimensionnés, ou peut-être même d’organismes unicellulaires.

Le problème est que, bien que des fossiles de Dickinsonia aient maintenant été observés dans des dizaines de sites à travers le monde, ils se trouvent généralement uniquement sous la forme d’empreintes bidimensionnelles dans le grès. «Ce serait comme essayer de juger de la structure de notre monde moderne si tout ce que vous aviez était des empreintes de pas», explique Guy Narbonne, un paléontologue de l’Université Queen’s en Ontario qui n’a pas participé à cette étude.

Un fossile très bien conservé changea les choses

Ensuite, en 2013, tout a changé avec un seul appel téléphonique. C’est alors que Ilya Bobrovskiy, étudiant en Russie à l’époque, a contacté Jochen Brocks, biogéochimiste à l’Australian National University, avec une annonce surprenante: il était tombé sur des fossiles de Dickinsonia en Russie «Je ne pouvais pas le croire», explique Brocks. «Imaginez que vous ayez trouvé un T. rex si bien conservé que vous avez encore le tissu dur, la peau, peut-être même un œil momifié. C’est en principe ce que mon élève a trouvé. »

Compte tenu de l’énorme potentiel, Bobrovskiy a apporté les fossiles en Australie où il a commencé à travailler comme doctorant à Brocks. «Je suis impressionné par cette étude, car c’est une opportunité spectaculaire d’obtenir des informations moléculaires sur un fossile qui a été si longtemps énigmatique», explique Roger Summons, un géobiologiste du Massachusetts Institute of Technology qui n’a pas participé aux travaux.

En effet, lorsque Brocks et ses collègues ont analysé les échantillons, ils ont découvert des cholestérolides: les fossiles moléculaires du cholestérol, une signature distinctive de la vie animale. Qu’il soit animal, végétal ou autre, chaque organisme terrestre est composé de cellules délimitées par des couches de molécules lipidiques; seuls les animaux ont cependant du cholestérol dans leurs membranes cellulaires.

Donc, détecter le cholestéroïde signifiait que Dickinsonia était en fait un animal. Cependant, la détection aurait pu être due à une contamination – une brosse négligeant un doigt contre un fossile, par exemple, pourrait immédiatement transférer des cellules contenant du cholestérol et produire un signal artificiel de vie animale. Ainsi, Brocks et ses collègues ont soigneusement examiné les roches entourant la momie de Dickinsonia. Puis, plutôt que les cholestérolides, ils ont trouvé des stigmostéroïdes, un fossile moléculaire communément associé aux algues vertes.

Cette différence, expliquent-ils, ne fait que confirmer que le cholestérol provient des fossiles eux-mêmes et non de la contamination, cimentant ainsi le statut fondateur de Dickinsonia dans le règne animal.

La chimie ne ment pas

«Je pense que cette étude met en doute toute suggestion selon laquelle il en aurait été autrement», déclare Summons. « Pour moi, la chimie ne ment pas. » Non seulement cela prouve que Dickinsonia était un animal – mais il détient maintenant le record de la plus ancienne créature macroscopique dans les archives fossiles, et c’est une conclusion cruciale. À la fin de l’Ediacaran (qui marque le début de la prochaine période; le Cambrian), un soulèvement évolutif a renversé les écosystèmes simples et paisibles qui avaient régné pendant 30 millions d’années, préparant ainsi le terrain pour notre monde moderne.

L’explosion cambrienne, a produit des animaux avec des anatomies et des comportements beaucoup plus familiers, tels que des créatures avec des coquillages, des épines, des membres battants et des mâchoires à dents qui pourraient piéger et dévorer des proies. Mais les scientifiques ne savent toujours pas ce qui avait déclenché cette éruption de formes de vie.

Sur la base des dernières découvertes de son équipe, Brocks soutient que la réponse doit se situer quelque part dans les aléas de l’évolution de l’Ediacaran. Cela diffère des notions précédentes qui suggéraient que les Ediacarans n’étaient pas des animaux, ce qui amena certains scientifiques à soutenir que ces créatures étaient des impasses évolutionnaires totalement distinctes de leurs successeurs cambriens.

Pour Dickinsonia, au moins, les scientifiques peuvent maintenant affirmer que ces étranges êtres à corps mou étaient les ancêtres des animaux cambriens qui ont balayé la planète et étaient donc nos ancêtres.

Renforcer la recherche de la vie dans le système solaire

En fin de compte, cette découverte pourrait aider les scientifiques à mieux comprendre les interactions complexes entre la géologie et la biologie qui ont déclenché l’évolution de la vie complexe sur Terre – et peut-être aussi d’autres mondes. Douglas Erwin, un paléobiologiste au Smithsonian National Museum of Natural History qui n’a pas participé à cette étude, espère que cette découverte renforcera la recherche de la vie ailleurs dans le système solaire.

Car cela démontre la faiblesse des traces chimiques plutôt que l’analyse plus évidente de la morphologie fossile. C’est crucial parce qu’au-delà de la Terre, explique-t-il, «nous sommes plus susceptibles de trouver des fossiles que de trouver quelque chose qui nous fait des signes».

Source : Scientific American