Les fossiles qui préservent des organismes entiers (y compris les parties dures et molles du corps) sont essentiels à notre compréhension de l'évolution et de la vie ancienne sur Terre. Cependant, ces gisements exceptionnels sont extrêmement rares. Les archives fossiles sont fortement biaisées vers la préservation des parties les plus dures des organismes, comme des coquillages, dents et os, comme les parties molles telles que les organes internes, les yeux, voire des organismes complètement mous, comme des vers, ont tendance à se décomposer avant de pouvoir se fossiliser. On sait peu de choses sur les conditions environnementales qui arrêtent ce processus assez tôt pour que l'organisme se fossilise.

Les recherches de la nouvelle université d'Oxford suggèrent que la minéralogie de la terre environnante est la clé de la conservation des parties molles des organismes, et trouver des fossiles plus exceptionnels. En partie financé par la NASA, le travail pourrait potentiellement aider le Mars Rover Curiosity dans son analyse d'échantillons, et accélérer la recherche de traces de vie sur d'autres planètes.

Peut-être le plus emblématique de tous les gisements de fossiles exceptionnels est le schiste de Burgess du Canada, popularisé par la vie merveilleuse de Stephen J. Gould. Datant d'environ 500 millions d'années, le gisement conserve des fossiles exceptionnels de l'explosion cambrienne, un événement qui a vu la diversification rapide de la vie animale précoce à partir d'ancêtres unicellulaires plus simples. Les localités fossiles de type Burgess Shale sont maintenant connues dans le monde entier et sans elles, environ 80% des organismes cambriens (ceux qui n'ont pas de squelette dur ou de coquille) seraient inconnus, déformer notre image de l'évolution animale précoce.

Publié dans Géologie , l'étude, menée par des chercheurs du Département des sciences de la Terre d'Oxford, Université de Yale, et le Collège Pomona, s'appuie sur leurs recherches antérieures qui ont révélé que certains minéraux argileux sont toxiques pour les bactéries qui pourrissent les animaux marins. Cette fois-ci, l'équipe a entrepris de trouver des preuves géologiques que les roches composées des mêmes minéraux argileux sont les hôtes de fossiles de type schiste de Burgess.

L'équipe a examiné plus de 200 échantillons de roche cambrienne à l'aide d'une analyse par diffraction des rayons X sur poudre pour déterminer leur composition minéralogique, comparer les roches avec des fossiles de type schiste de Burgess avec celles qui ne contiennent que des coquilles et des ossements fossilisés. Nicolas Tosca, Professeur agrégé de géologie sédimentaire à Oxford, a déclaré:"Le nombre d'échantillons requis pour cette étude a été rendu possible parce que le diffractomètre d'Oxford collecte des données minéralogiques 250 fois plus rapidement qu'un instrument conventionnel."

Les résultats révèlent que les fossiles de tissus mous se trouvent généralement dans des roches riches en minéral berthiérine, l'un des principaux minéraux argileux identifiés par l'étude précédente comme étant toxique pour les bactéries de décomposition. Ross Anderson, auteur principal et membre du All Souls College, Oxford, explique :« La berthierine est un minéral intéressant car elle se forme en milieu tropical lorsque les sédiments contiennent des concentrations élevées de fer. Cela signifie que les fossiles de type schiste de Burgess sont probablement confinés à des roches qui se sont formées à des latitudes tropicales et qui proviennent d'emplacements ou de périodes qui ont amélioré le fer. Cette observation est passionnante car elle signifie pour la première fois que nous pouvons interpréter avec plus de précision la répartition géographique et temporelle de ces fossiles emblématiques, crucial si nous voulons comprendre leur biologie et leur écologie.

L'étude fournit une signature minéralogique qui peut être utilisée pour trouver les sites les plus insaisissables qui abritent ces fossiles extraordinaires. « Les associations minéralogiques que nous avons identifiées signifient que pour un mudrock sédimentaire cambrien donné, nous pouvons prédire avec une précision d'environ 80 % s'il est susceptible de contenir des fossiles de type schiste de Burgess, " explique Anderson.

Parmi les applications plus larges du projet, potentiellement soutenir la recherche de la vie au-delà de notre propre planète, Anderson ajoute :« Pour la grande majorité de l'histoire de la Terre, la vie n'a pas possédé de coquilles dures ou de squelettes. Cela signifie que si nous voulons rechercher des preuves fossiles de la vie sur d'autres planètes comme Mars, il y a de fortes chances que nous ayons probablement besoin de trouver des fossiles d'organismes entièrement mous, et la fossilisation de type schiste de Burgess offre un moyen. Le rover Curiosity de la NASA a la capacité d'enregistrer la minéralogie sur la surface martienne, il pourrait donc potentiellement rechercher les types de roches qui pourraient être les plus propices à la préservation de ces fossiles.

Pour approfondir leur compréhension de la préservation exceptionnelle des organismes mous, l'équipe plonge actuellement plus loin dans l'histoire de la Terre, pour étudier la préservation des microbes avant que les organismes macroscopiques avec des squelettes ou des coquilles n'évoluent.