De nouveaux calculs estimatifs viennent de mettre en lumière une réalité étonnante : la Terre abrite plus de cellules vivantes que le nombre d’étoiles dans le ciel ou de grains de sable sur nos plages. Ces résultats, obtenus par des méthodes de calcul avancées, prouvent l’omniprésence de la vie microscopique et soulignent l’importance des micro-organismes dans l’équilibre écologique global.
La vie microscopique, bien que souvent invisible à l’œil humain, constitue une part essentielle de la biodiversité terrestre. Dans les abysses océaniques, où la lumière du soleil ne parvient pas, des micro-organismes prospèrent, exploitant des sources d’énergie alternatives comme les évents hydrothermaux.
Les sols, quant à eux, regorgent de bactéries, de champignons et d’autres micro-organismes qui jouent un rôle crucial dans la décomposition de la matière organique et la régénération des nutriments. Même l’air que nous respirons n’est pas exempt de ces formes de vie minuscules, avec des spores, des bactéries et des virus en suspension.
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De récentes études, dirigées par l’Université de Carleton, dévoilent que le nombre de cellules vivantes surpasserait celui des étoiles et des grains de sable sur Terre. Ce chiffre provient d’un calcul basé sur l’analyse de données sur la photosynthèse et d’autres moyens de convertir le dioxyde de carbone en matière organique. Les résultats, publiés dans Current Biology, mettent en lumière un aspect souvent négligé de notre écosystème, soulignant la nécessité d’approfondir nos connaissances dans ce domaine.
Des estimations robustes et « gargantuesques »
L’étude, dirigée par Peter Crockford, géologue à l’Université Carleton, a apporté une perspective novatrice sur l’estimation du nombre de cellules vivantes. Plutôt que de partir de zéro, les chercheurs ont décidé de combiner les estimations existantes concernant le nombre de microbes présents dans divers environnements tels que les océans, le sol et le sous-sol terrestre.
À ces données, ils ont ajouté les estimations du nombre de cellules appartenant à des organismes de taille plus importante. Le résultat de cette combinaison a donné une estimation du nombre total de cellules vivantes à l’heure actuelle. Ce chiffre, 1030 cellules, est dominé par les cyanobactéries.
Ces dernières jouent un rôle crucial dans la production primaire, processus par lequel les organismes convertissent l’énergie solaire en matière organique. Cette production primaire est fondamentale pour la chaîne alimentaire et l’équilibre écologique global. L’estimation du nombre de cellules vivantes actuelles a permis à l’équipe de Crockford d’extrapoler et de déduire le nombre total de cellules ayant existé depuis l’origine de la vie, en s’appuyant sur cette production primaire.
L’évolution de la productivité primaire à travers les âges
Pour déchiffrer l’évolution de la productivité primaire au fil de l’histoire géologique, et donc appréhender l’évolution temporelle du nombre de cellules vivantes, Crockford et son équipe se sont plongés dans la littérature scientifique. Leur objectif ? Obtenir des données sur le nombre et les types d’organismes photosynthétiques présents à différentes époques, ainsi que sur la quantité de matière organique qu’ils généraient.
En se basant sur la productivité des cellules actuelles, ils ont pu extrapoler et estimer le nombre de cellules nécessaires pour atteindre les niveaux de productivité des ères passées. Cette démarche a été affinée en tenant compte de l’évolution des formes de vie et des impacts des périodes glaciaires sur l’activité biologique.
Les cyanobactéries, premiers photosynthétiques, ont fait leur apparition il y a entre 3,4 et 2,5 milliards d’années. Cependant, il y a 650 à 800 millions d’années, leur rôle prédominant a été supplanté par celui des algues. Puis, il y a entre 350 et 450 millions d’années, les plantes terrestres ont pris le relais, surpassant la productivité des algues. En cumulant toutes ces données, l’équipe estime qu’entre 1039 et 1040 cellules ont vécu depuis l’apparition de la vie. Ces organismes photosynthétiques ont traité près de 100 fois la totalité du carbone terrestre. Mais ces estimations approchent une limite maximale : la Terre ne pourrait pas soutenir plus de 1041 cellules.
Une prise de conscience et un avenir sombre ?
Cette confirmation de l’omniprésence de la vie microscopique, en quelques sortes, offre une nouvelle perspective pour améliorer notre compréhension de la biodiversité. En biologie, cela nous pousse à reconsidérer les dynamiques des écosystèmes, où ces micro-organismes jouent souvent des rôles clés, que ce soit dans la décomposition, la fixation du carbone ou la production d’oxygène.