Des fossiles suggèrent que les premiers animaux sont apparus sur Terre il y a 890 millions d’années

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| E. C. Turner

La phylogénie moléculaire indique que les métazoaires (soit l’ensemble des animaux) ont émergé au début de l’ère néoprotérozoïque, qui s’étend de -1000 à -540 millions d’années environ. Les scientifiques manquent toutefois de preuves physiques pour l’attester. Une géologue de l’Université Laurentienne, en Ontario, rapporte la découverte de fossiles d’éponges, trouvés au nord-ouest du Canada dans une roche datée de 890 millions d’années. Il pourrait s’agir de la plus ancienne forme de vie animale.

On estime aujourd’hui que les animaux sont apparus sur Terre il y a environ 500 millions d’années. De nombreux fossiles d’animaux remontant à la période cambrienne (de -541 à -485 Ma) ont été mis au jour ; ces dernières années, des chercheurs ont découvert d’autres fossiles encore plus âgés, datés de l’Édiacarien (de -635 à -541 Ma). Mais l’origine de la vie animale pourrait en réalité être bien plus précoce.

Les éponges, situées à la base de l’embranchement des métazoaires, sont les plus élémentaires des animaux connus. Les plus anciens fossiles d’éponge enregistrés jusqu’à présent remontent au cambrien. Alors qu’elle examinait de la roche âgée de 890 millions d’années — prélevée dans une zone qui était autrefois une région océanique —, la géologue Elizabeth Turner a découvert des structures tubulaires ramifiées, similaires aux réseaux de fibres des éponges modernes. Ces fossiles pourraient donc apporter la preuve d’une vie animale bien plus précoce qu’on ne le pensait.

Des structures très ressemblantes au squelette des éponges modernes

Cette découverte est très importante, car la question de savoir à quoi ressemblaient les toutes premières formes de vie animale fait encore débat parmi les scientifiques. Près de 350 millions d’années séparent les fossiles découverts par Turner des plus anciens fossiles d’éponges incontestés trouvés auparavant. La spécialiste elle-même estime possible qu’elle se soit trompée. « Ce serait comme trouver une puce informatique dans un monastère du XIVe siècle », a déclaré au New York Times le paléobiologiste Graham Budd, de l’Université d’Uppsala, en Suède. Les résultats de Turner seront donc examinés avec le plus grand intérêt par ses pairs.

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Les roches qu’elle a examinées contenaient des restes de récifs ; ces récifs, appelés stromatolites, ne sont pas constitués de coraux comme les récifs modernes, mais ont été fabriqués par des bactéries photosynthétiques, qui vivaient dans les eaux peu profondes. Elle y a décelé un réseau de fibres, ramifié, formant un maillage complexe, ressemblant étroitement aux réseaux de fibres des éponges kératosanes modernes.

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a) La microstructure vermiforme bien conservée présente un maillage polygonal de tubules anastomosés, légèrement incurvés, d’environ 30 μm de diamètre (barre d’échelle : 500 μm. b) rectangle agrandi à partir de a) montrant des tubules ramifiés formant des polygones tridimensionnels (barre d’échelle : 50 μm). c) Fragment tridimensionnel de squelette de spongine d’une éponge kératosane moderne, illustrant son réseau de fibres ramifiées et anastomosées – barres d’échelle :100 μm (panneau principal), 20 μm (encart). © E. C. Turner

Le corps des éponges modernes repose sur un maillage constitué d’une protéine appelée spongine, qui forme un squelette mou. Les recherches de Turner suggèrent que lorsque les ancêtres des éponges sont morts, leurs tissus mous se sont minéralisés, mais pas la spongine. Lorsque celle-ci s’est décomposée, elle aurait ainsi laissé des « tubes » dans la roche, qui se sont ensuite remplis de cristaux de calcite. Ce sont ces structures microscopiques de calcite qui mènent Turner à penser qu’il s’agit du squelette d’une ancienne éponge.

Selon Joachim Reitner, un autre spécialiste de fossiles d’éponges, de l’Université de Göttingen, il n’existe pas d’autres organismes formant ce type de réseau. De plus, la présence d’éponges dans ces récifs constitués par des cyanobactéries n’est pas si incroyable : les éponges auraient pu profiter de l’oxygène libéré par les bactéries pour se développer, tout comme elles auraient pu se nourrir directement de ces micro-organismes. Mais selon Jonathan Antcliffe, biologiste de l’évolution spécialisé dans les éponges à l’Université de Lausanne, les structures tubulaires identifiées pourraient tout aussi bien traduire de simples mouvements microbiens.

Des animaux capables de survivre aux grandes glaciations

La phylogénie moléculaire — qui examine les macromolécules biologiques des êtres vivants modernes pour retracer leur évolution et déterminer leurs liens de parenté — indiquait déjà que les animaux sont vraisemblablement apparus bien avant les premiers fossiles. Cette découverte pourrait constituer la première preuve physique soutenant cette hypothèse.

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Et si cette origine bien plus ancienne des animaux est confirmée, cela met en lumière deux aspects clés de l’évolution animale. Pour commencer, cela suggère que les tout premiers organismes animaux étaient capables de survivre avec peu d’oxygène, puis de s’adapter à son augmentation soudaine — en effet, l’atmosphère contenait très peu d’oxygène avant que le taux n’augmente il y a 800 à 540 millions d’années. D’ailleurs, plusieurs espèces d’éponges modernes sont elles aussi capables de tolérer un environnement pauvre en oxygène.

En outre, ces mêmes organismes ont également été capables de survivre à deux grandes glaciations successives, au Sturtien et au Varangien, il y a 720 Ma à 635 Ma. Pour désigner ces périodes glaciaires, les scientifiques parlent de « Terre boule de neige », car la planète était alors presque entièrement recouverte de glace. « On pensait auparavant qu’il s’agissait d’événements vraiment catastrophiques pour la vie sur Terre, en particulier la vie multicellulaire. Mais il semble que les éponges, au moins, aient survécu aux glaciations », explique Amelia Penny de l’Université de St Andrews au Royaume-Uni.

Reste encore à déterminer si les éponges sont bel et bien les premiers animaux à être apparus sur Terre. Si la plupart des paléontologues penchent en faveur de cette hypothèse, de récentes recherches avancent une autre théorie : les cténophores, des organismes marins également surnommés « gelées en peigne », pourraient tout à fait être nos parents animaux les plus éloignés. Trouver une preuve fossile de leur existence sera cependant très difficile : leurs corps translucides et gélatineux sont extrêmement fragiles et il y a peu de chance que des restes aient été conservés pendant des millions d’années.

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Source : Nature, E. C. Turner

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