Il y a plus de 2,5 milliards d'années, la Terre était un monde sans oxygène, où la vie est pourtant déjà présente sous la forme de bactéries microscopiques, selon nos confrères de Futura Sciences. Ces bactéries allaient transformer notre planète en produisant progressivement l'oxygène dont dépend toute vie aujourd'hui. Mais comment ont-elles survécu dans des océans riches en fer, alors que l'oxygène qu'elles créaient pouvait être toxique pour elles ?
À l'Archéen, l'atmosphère terrestre était totalement dépourvue d'oxygène, composée uniquement d'azote, de dioxyde de carbone et de vapeur d'eau. Les cyanobactéries, qui existaient déjà dans les océans primitifs, sont les premiers micro-organismes à avoir développé la photosynthèse, procédé biologique qui produit de l'oxygène comme « déchet ». Cependant, les océans de l'Archéen étaient également riches en fer dissous sous la forme d'ion Fe2+, ce qui rendait l'oxygène produit par les cyanobactéries potentiellement toxique pour elles.
Ce qu'il faut retenir
- Les cyanobactéries ont développé la photosynthèse il y a plus de 2,5 milliards d'années, produisant de l'oxygène comme déchet.
- Les océans de l'Archéen étaient riches en fer dissous, ce qui rendait l'oxygène produit par les cyanobactéries potentiellement toxique pour elles.
- Les chercheurs ont découvert que la silice et les alternances jour-nuit jouaient un rôle crucial dans la protection des cyanobactéries contre les effets toxiques de l'oxygène.
La découverte de la silice et des alternances jour-nuit
Les scientifiques ont enfin la preuve que la photosynthèse était déjà présente sur Terre il y a 1,75 milliard d'années. Une équipe de chercheurs a étudié la croissance de cyanobactéries en laboratoire, sous différentes concentrations de fer et de silice. Les résultats sont clairs : en présence de fortes concentrations de fer seulement, la croissance des bactéries est largement inhibée, mais lorsque des quantités réalistes de silice sont ajoutées, la formation de radicaux toxiques décroît nettement, permettant la survie des cyanobactéries, leur croissance et la production de toujours plus d'oxygène.
« Les fortes concentrations de silice agissent apparemment comme un mécanisme de protection chimique, réduisant la formation de composés oxygénés nocifs », explique Carolin Dreher, auteur de l'étude publiée dans la revue Nature communications. Les alternances jour-nuit jouent également un rôle crucial, car elles introduisent une coupure dans la production d'oxygène, permettant aux bactéries de se protéger contre les effets toxiques de l'oxygène.
Les conséquences de la Grande Oxygénation
La Grande Oxygénation, qui a eu lieu il y a plus de 2,5 milliards d'années, a été un événement majeur dans l'histoire de la Terre. Les cyanobactéries, en produisant de l'oxygène, ont transformé l'atmosphère terrestre et ont permis l'émergence de la vie telle que nous la connaissons aujourd'hui. Cependant, ce processus a également eu des conséquences sur les écosystèmes existants, car les bactéries anaérobies qui vivaient dans les océans primitifs ont dû s'adapter à la présence de l'oxygène.
En conclusion, la découverte de la silice et des alternances jour-nuit comme mécanismes de protection des cyanobactéries contre les effets toxiques de l'oxygène est un événement majeur dans notre compréhension de l'histoire de la Terre. Cette découverte nous rappelle que la vie est capable de s'adapter à des conditions extrêmes et que les écosystèmes sont fragiles et doivent être protégés.
