L’oxygénation de la Terre a peut-être commencé avec des microbes et des minéraux

L'oxygénation De La Terre A Peut être Commencé Avec Des Microbes

Peu de gens s’en rendent compte, mais les conditions qui soutiennent la vie – en particulier l’oxygénation de l’atmosphère terrestre – ne sont apparues qu’il y a environ 2,3 milliards d’années. Avant cela, notre planète (qui a un peu plus de 4,5 milliards d’années) avait de très faibles quantités d’oxygène, insuffisantes pour supporter quoi que ce soit de plus gros que des microbes ou créer des minéraux.

Car une nouvelle étude suggère que ce sont précisément ces microbes et minéraux qui ont déclenché le processus de saturation en oxygène de notre atmosphère, atteignant effectivement les niveaux auxquels nous sommes habitués à respirer aujourd’hui. L’information provient de la revue scientifique Communication Naturequi a publié l’article après examen par les pairs.

Le processus d'oxygénation de la Terre pourrait avoir commencé avec des microbes capables d'oxyder la matière organique du fond de l'océan, selon une nouvelle étude
Le processus d’oxygénation de la Terre a peut-être commencé avec des microbes capables d’oxyder la matière organique du fond de l’océan, selon une nouvelle étude (Image : K_E_N/)

L’événement d’oxygénation qui nous a conduit à la vie d’aujourd’hui porte un nom – « GOE », acronyme de « Great Oxygenation Event », car les scientifiques ne sont pas toujours créatifs avec les nomenclatures. À ce jour, personne ne sait exactement comment cela a commencé, mais la nouvelle hypothèse prétend que « les interactions entre les minéraux sédimentés et certains types de microbes » en ont été l’étincelle. Essentiellement, ces «interactions» ont empêché une partie de l’oxygène d’être consommée, déclenchant un processus d’accumulation de ce gaz jusqu’à ce qu’il s’accumule complètement là-haut.

« Le plus grand changement biogéochimique de l’histoire de la planète a probablement été l’oxygénation de l’atmosphère terrestre », a déclaré Daniel Rothman, professeur de géophysique au Massachusetts Institute of Technology (MIT) et auteur principal de l’étude. « Nous avons montré comment les interactions entre les microbes, les minéraux et l’environnement géochimique agissaient ensemble pour augmenter cet oxygène dans l’atmosphère. »

En un mot, l’oxygène sur Terre a toujours été en équilibre. La question est « quel genre d’équilibre? »

Aujourd’hui, nous avons, de façon équilibrée, des procédés qui produisent de l’oxygène et des procédés qui consomment de l’oxygène. En cela, l’atmosphère est incluse. Avant le GOE, la situation était similaire, mais sans l’implication de l’atmosphère.

« Si vous regardez l’histoire de la Terre, apparemment nous avons eu deux « sauts », où vous passez d’un état fixe à faible teneur en oxygène à un état fixe à haute teneur en oxygène – un [salto] au Paléoprotérozoïque, et une autre au Néoprotérozoïque », commente Gregory Fournier, co-auteur et professeur au MIT. « Ces sauts ne pouvaient pas être faits sur une augmentation progressive de l’oxygène. Ce n’est peut-être qu’un retour d’information qui a provoqué ce changement soudain de stabilité.

Afin d’en savoir plus, Rothman, Fournier et l’ancien étudiant du MIT Haitao Shang ont fouillé toute la littérature scientifique et identifié un groupe de microbes capables d’oxyder la matière organique profondément dans l’océan. Ces microbes appartiennent au groupe bactérien « SAR202« , et ils conduisent cette oxydation à travers une enzyme appelée « Baeyer-Villiger mono-oxygénase », ou simplement « BVMO ».

À partir de là, le travail des experts consistait à retracer la chronologie de ces microbes et à savoir si cette enzyme était également utilisée avant le GOE, ce qui a fini par être confirmé. Et pas seulement : vous souvenez-vous des « deux sauts » évoqués par Fournier ? L’étude a identifié des moments où les microbes proliféraient davantage et apportaient plus de variation génétique – cela s’est produit deux fois, une fois au Paléoprotérozoïque et une fois au Néoprotérozoïque, ce qui a renforcé la théorie.

Sa confirmation nécessite cependant des études complémentaires, tant en laboratoire que sur le terrain. Mais l’équipe semble confiante : « Proposer une méthode innovante et montrer la preuve de sa plausibilité est la première étape – mais c’est une étape importante », a déclaré Fournier. « Nous avons identifié cela comme une théorie qui mérite d’être étudiée. »

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