• Géochimie: à Gunflint (Canada), une fraction importante des microorganismes fossilisés aurait été des cyanobactéries produisant de l’oxygène dans un environnement riche en fer!____¤201704

     

    Une étude, dont les résultats intitulés «Iron minerals within specific microfossil morphospecies of the 1.88 Ga Gunflint Formation» ont été publiés dans la revue Nature Communications , a permis de détecter pour la première fois, dans des bactéries fossilisées il y a 1,88 milliards d’années, des dérivés de biominéraux intracellulaires qui suggèrent qu’une fraction importante des microorganismes fossilisés auraient été des bactéries photosynthétiques produisant de l’oxygène (des cyanobactéries) dans un environnement riche en fer.

     

    Rappelons tout d'abord que si l'oxygénation de l’atmosphère «a débuté il y a près de 3 milliards d’années, transformant à tout jamais la chimie des océans et de l’atmosphère de la Terre, et l’évolution de la biosphère», les «fossiles démontrés de cyanobactéries, les microorganismes photosynthétiques oxygéniques (=produisant de l’oxygène), sont rares dans les roches d’environ 1.9 milliards d’années et avant» (en fait, «la plupart des microorganismes fossiles de cet âge et plus anciens pourraient représenter des bactéries ne produisant pas d’oxygène»). D'ailleurs, après «un premier bond d’oxygénation il y a 2,3 milliards d’années, la concentration en oxygène aurait chuté à des valeurs très faibles durant plus d’un milliard d’années, peut-être partiellement en raison d’une moindre abondance de ces microorganismes oxygéniques».

     

    Comme «avant l’avènement des algues il y a au moins 1,2 milliards d’années, et en général, des organismes pourvus d’un noyau cellulaire (les eucaryotes) il y a au moins 1,7 milliards d’années, notre planète était dominée par des microorganismes de structure relativement simple tels que les bactéries et les archées», les microorganismes fossiles plus anciens que ~1,7 milliards d’années «sont très difficiles à identifier biologiquement en raison de leur simple morphologie, de leur petite taille (quelques micromètres au plus), et la faible préservation de leurs « parties molles » organiques».

     

    Ainsi, «depuis plus de 60 ans» se pose le problème de l'identification «des microorganismes de la formation de Gunflint (Canada), âgés de 1,88 milliards d’années» qui «représentent un des cas les plus anciens et mieux préservés de fossiles microbiens». C'est d'ailleurs leur découverte qui avait «initié la recherche des traces de vie précoce sur Terre». Le but est donc de savoir si on est en présence de restes de bactéries «capables de produire de l’oxygène par photosynthèse» ou de «bactéries non photosynthétiques qui métabolisaient par exemple de la matière organique et/ou du Fer».

     

    L'analyse à nano-échelle des microfossiles de la formation de Gunflint dans le cadre de l'étude ici présentée a d'abord permis «de discriminer différentes espèces (ou différents types) de fossiles en montrant la préservation de structures cellulaires que la microscopie conventionnelle ne savait pas distinguer clairement»: plus précisément, «les nano-analyses chimiques et cristallographiques ont montré que des nano-cristaux ferrugineux se trouvent systématiquement à l’intérieur des cellules fossiles de certaines espèces, alors que d’autres espèces en sont dépourvues».

     

    Ces nano-cristaux ferrugineux ont été «interprétés comme dérivés de biominéraux formés par certaines espèces de microorganismes, à l’intérieur de leur cellule et de leur vivant, il y a 1,88 milliards d’années»: en effet, parmi les microorganismes minéralisant le fer qui ont été largement «étudiés ces 20 dernières années en raison de leur impact environnemental», seules les bactéries photosynthétiques produisant de l’oxygène «ont à la fois la capacité de produire des biominéraux ferrugineux intracellulaires et une morphologie compatible avec celle des microfossiles de Gunflint riches en Fer».


    Il en résulte «que certains des microfossiles de Gunflint produisaient de l’oxygène par photosynthèse». Comme, de plus, «ils auraient été tolérants aux eaux ferrugineuses de l’époque, qui sont toxiques pour de nombreuses espèces», ils auraient pu contribuer (il y a ~1,9 milliards d’années), en produisant de l’oxygène, «à l’oxygénation des environnements» et «à la formation de colossaux gisements de Fer exploités en plusieurs endroits du monde».

     

     


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