Les preuves que des événements géologiques catastrophiques auraient pu créer des goulots d'étranglement évolutifs qui ont changé le cours de la vie sur Terre peuvent être enfouies dans des roches anciennes sous nos pieds.

Il y a un écart de 700 millions d'années dans l'histoire de la Terre, et à ce moment-là, l'un des événements les plus transformateurs s'est produit :la vie est apparue. Cette époque manquante pourrait contenir non seulement le secret du premier ancêtre de l'humanité, mais pourrait guider notre recherche de vie sur d'autres planètes.

À cette fin, un article récent, publié dans la revue scientifique Astrobiologie , essaie de rapprocher les mondes de la géologie et de la chimie en exposant ce que l'ancienne géologie de la Terre nous dit quand la vie a commencé sur la planète, et comment les contraintes géologiques - telles que celles causées par un impact d'astéroïde ou des goulets d'étranglement évolutifs - peuvent être utilisées pour vérifier les différentes théories sur l'évolution de la vie.

"Les géologues n'ont que faiblement limité le moment où la Terre est devenue habitable et le moment ultérieur où la vie existait réellement au long intervalle entre il y a environ 4,5 milliards d'années et il y a 3,85 milliards d'années, "Normal Dormir, géologue à l'Université de Stanford aux États-Unis, écrit dans son journal.

Une période dangereuse

Cependant, c'était une période dangereuse pour être à proximité de la Terre. Bien que les preuves soient de plus en plus contestées ces dernières années, de nombreux scientifiques pensent encore qu'au cours de cette période, des astéroïdes ont matraqué la jeune Terre et ses planètes voisines dans ce qui est devenu le Late Heavy Bombardment.

Un impact d'astéroïde est l'un des événements qui pourraient avoir créé ce qu'on appelle un goulot d'étranglement évolutif, où quelques espèces sont capables de dominer, souvent à la suite d'une diminution soudaine du nombre d'autres organismes, dit Dormir.

Si un gros astéroïde frappait la Terre, la température de surface de la planète monterait en flèche et les océans se vaporiseraient dans l'atmosphère. Ce serait catastrophique pour la majorité de la vie sur Terre. Mais si un organisme pouvait survivre à ça, il serait capable de conquérir la planète – et peut-être d'évoluer au cours de milliards d'années vers ce qui deviendrait finalement l'homme.

"Si vous effacez la plupart de la vie géologiquement, les survivants vont trouver beaucoup de niches vacantes à occuper, et il y aura une évolution rapide, " Sleep raconte Astrobiology Magazine. Par exemple, les thermophiles (qui sont des organismes qui aiment la chaleur) ont peut-être pu survivre à des températures qui auraient tué d'autres organismes.

« Ce type de goulot d'étranglement, nous savons de la physique, " Le sommeil dit. " L'intérieur de la Terre serait plus frais, les microbes thermiques seraient confortables. "

Preuves basées sur le carbone

Malheureusement, les impacts d'astéroïdes anciens sont difficiles à détecter dans la géologie de la Terre, en partie à cause des plaques tectoniques changeantes de notre planète. Cependant, des traces de carbone séquestré piégé dans des roches anciennes pourraient offrir un indice :impact d'astéroïde post-catastrophique, l'atmosphère aurait contenu d'abondantes quantités de dioxyde de carbone, liés aux températures élevées et aux pressions atmosphériques élevées qui auraient rendu difficile le développement de la vie sur Terre. "La Terre n'est pas devenue habitable tant que la majeure partie de ce dioxyde de carbone n'a pas été absorbée dans le manteau, " Sleep écrit dans son journal. Jusqu'à présent, les scientifiques n'ont pas trouvé de preuves fiables de ce dioxyde de carbone séquestré.

Un autre goulot d'étranglement de l'évolution de la vie aurait pu être l'innovation :un organisme innove un trait qui le rend très adapté à son environnement, et il est capable de rivaliser avec d'autres organismes. "Il envahit rapidement tous les endroits habitables appropriés sur Terre et il devient très abondant très rapidement, " dit Sommeil.

Un exemple serait un organisme qui développe la capacité d'utiliser du fer ou du soufre pour la photosynthèse. "L'organisme passe de la dépendance à l'hydrogène à la lumière du soleil, et sa biomasse augmente d'un ordre de grandeur, " il dit.

« Une fois ce seuil atteint, la transition serait rapide, comme à l'échelle de temps humaine :années, des centaines d'années, des millénaires. L'organisme pourrait à peine s'en sortir, à se multiplier et à habiter la planète entière.

"Ce sont toutes des hypothèses potentiellement vérifiables, " il dit.

Son article note que la majorité des espèces minérales connues doivent leur existence à des processus biologiques.

Faire réfléchir les gens

Lorsqu'on lui a demandé quelle était la cause la plus probable de ces goulots d'étranglement, Sleep dit que c'était probablement un mélange des deux. Le but de son article n'était pas de défendre une cause plutôt qu'une autre, mais "pour faire réfléchir les gens"

"C'est de faire travailler les gens ensemble, [to] poser les choses d'une manière qui soit utile à tout le monde, [et] susciter plus de réflexion à ce sujet, " il dit.

Guillaume Martin, Directeur de l'Institut d'évolution moléculaire de la Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, révèle à Astrobiology Magazine qu'« il existe une diversité de points de vue dans les deux disciplines, [et] mettre tout le monde sur la même longueur d'onde n'est pas une tâche facile. [Sleep] a fait un grand effort pour atteindre toutes les disciplines, ça c'est sûr. Les points de vue sur l'évolution précoce changent lentement, mais [l'article de Norm Sleep] est une contribution importante.

En fin de compte, la géologie est cruciale, car il définit l'environnement dans lequel les biologistes et les chimistes doivent opérer, il dit.

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation du magazine Astrobiology de la NASA. Explorez la Terre et au-delà sur www.astrobio.net .