Les tapis microbiens qui existaient sur les fonds marins avant l'explosion cambrienne ont servi de base à l'apparition de la vie animale, de nouvelles recherches portant sur des traces de fossiles de ce début de vie ont été découvertes.

Quand Charles Darwin a écrit À propos de l'origine des espèces et pendant des décennies par la suite, les scientifiques ont attribué le début de la vie animale au Cambrien, finalement épinglé à environ 540 millions d'années lorsque les trilobites et d'autres organismes multicellulaires ont émergé dans un laps de temps relativement court.

Dans les années récentes, cependant, complexité étonnante a été découvert dans la période juste avant l'avènement de l'explosion cambrienne, réviser la vision scientifique des origines des plus complexes, vie multicellulaire sur Terre.

"Au moment où nous arrivons au Cambrien - qui a des organismes beaucoup plus familiers - une grande partie de l'évolution s'était déjà produite sur Terre, " dit la paléobiologiste Mary Droser à l'Institut d'astrobiologie de la NASA à l'Université de Californie, Bord de rivière.

Droser est l'auteur principal d'un article récemment publié dans l'Annual Review of Earth and Planetary Sciences décrivant les conditions qui ont conduit à l'apparition des premiers animaux à la fin de la période édiacarienne (une ère qui a duré de 635 à 540 millions d'années) de le Précambrien, et les étapes de l'évolution qui ont conduit à leur domination. La classification s'est avérée difficile pour le biote d'Ediacara à corps mou, car leurs restes sont enfermés dans certaines des roches les plus anciennes de la planète. Cependant, unissant des attributs comme la multicellularité, des formes corporelles bilatérales et des mouvements pour trouver de la nourriture ont fait surface ces dernières années. Droser a déclaré qu'il était temps de compiler et de synthétiser les recherches publiées sur le sujet.

Bien que les scientifiques aient largement crédité l'Ediacaran d'abriter la vie animale précoce, les chercheurs se sont principalement concentrés sur les impressions fossiles de spécimens individuels. Droser et ses collègues, James Gehling et Lidya Tarhan, a adopté une approche différente en examinant les textures microbiennes, des preuves de mobilité et d'associations d'espèces parmi les gisements de fossiles pour recueillir des indices sur leur écologie et leur évolution.

En étudiant comment et pourquoi les premiers animaux se sont installés ou se sont déplacés, les scientifiques peuvent avoir un aperçu de la vie de ces animaux disparus depuis longtemps et des adaptations qu'ils ont utilisées pour survivre, y compris quels types de surfaces ils ont colonisés et comment ils ont voyagé et mangé.

"L'une des choses que nous examinons est la preuve de la mobilité, par opposition à l'organisme lui-même, " Droser a dit.

Une mine d'informations mobiles peut être trouvée sur l'Ediacaran dans des traces fossiles, sous la forme d'« empreintes de pas » laissées par les animaux lorsqu'ils se déplaçaient et interagissaient avec l'environnement plutôt qu'avec leurs parties réelles du corps.

"Nous ne regardons pas seulement les beaux fossiles mais tout ce qui s'y trouve, " Droser dit. "C'est regarder les choses étranges et inhabituelles qui fournissent en fait une grande partie de la perspicacité."

Ancres ressemblant à des racines qui attachaient des organismes ressemblant à des gorgones au substrat, les marques de grattage laissées par les mangeurs d'algues ressemblant à des mollusques, et les terriers miniers laissés par des animaux ressemblant à des vers sont tous des exemples des traces laissées par ces créatures éteintes.

Devant l'omniprésence des prédateurs, mélangeurs et décomposeurs de sédiments, ce qui s'est accumulé sur le fond marin n'était pas seulement de la matière organique qui tombait sur le fond marin, mais aussi des couches de microbes ressemblant à du mucus recouvrant le fond sableux, appelées tapis microbiens. "Pensez à l'écume des étangs, " dit Droser.

La gamme et la diversité des tapis microbiens qui ont servi de point d'appui au biote d'Ediacara s'avéreraient encore plus cruciales pour l'écologie de ces anciens habitats. Les tapis offraient une voie alternative au mode de vie flottant des algues et bactéries microscopiques comme quelque chose pour les espèces nouvelles et entreprenantes de s'attacher ou de se nourrir sur un fond marin mouvant. La stabilité et la complexité environnementale fournies par les tapis collants ont rendu le vaste fond marin habitable.

L'apparence, diversification, et l'évolution du biote d'Ediacara sont inextricablement liées à ces tapis. Les chercheurs ont découvert qu'avec l'essor des animaux complexes, des progrès dans les tapis microbiens eux-mêmes s'accompagnent, révélant l'interaction écologique entre les espèces, Droser dit.

L'avènement des taxons mobiles a joué le rôle critique de colonisation d'autres tapis après de grandes perturbations, comme les grosses tempêtes, empêchant ainsi l'anéantissement total de la communauté. Les animaux mobiles et immobiles ont exploité les qualités de texture des tapis représentant différents brassins microbiens, du regroupement microbien des sédiments aux structures bosselées qui ressemblent à des « peau d'éléphant » ou à des « trains à bulles ».

Les textures microbiennes permettent de comprendre comment les sédiments, les micro-organismes et les macro-organismes ont interagi pour produire des consorts d'animaux, ou assemblages, trouvé en association régulière à travers les lits de fossiles. L'enregistrement stratigraphique d'Ediacaran montre trois groupes distincts d'animaux qui ont émergé successivement - l'Avalon, Assemblages de la mer Blanche et de Nama - chacun avec ses propres stratégies pour exploiter leur environnement changeant, se propager puis s'affaiblir avant que de nombreuses impasses évolutives ne se rencontrent.

L'Édiacarien, rempli d'une diversité explosive, a vu la première émergence d'animaux bilatéraux réussis qui donneraient plus tard naissance aux premiers vertébrés de la Terre, mobilité, premiers mollusques, squelettes, la reproduction végétale et les luttes de population telles que la compétition pour les ressources et l'espace, qui sont tous des éléments vitaux des écosystèmes animaux modernes d'aujourd'hui.

"Nous dirions que le début de la vie animale telle que nous la connaissons commence au Précambrien, " dit Droser. " Au moment où vous arrivez au Cambrien, tous les grands groupes sont établis."

Droser a déclaré que l'étude de l'écologie et de l'évolution avant l'explosion cambrienne offre des informations clés sur la façon dont les premiers stades de l'évolution de la vie complexe peuvent se dérouler sur d'autres planètes.

"C'est beaucoup moins cher et plus facile de remonter le temps sur notre propre planète et de demander, " Droser dit, "'Comment la chimie de l'atmosphère et de l'océan interagit-elle avec la nature des procaryotes, évolution eucaryote et multicellulaire pour produire une planète avec cette écume verte complexe autour d'elle ?"

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