Les anciens microbes ont peut-être produit de l'oxygène par photosynthèse un milliard d'années plus tôt que nous ne le pensions, ce qui signifie que l'oxygène était disponible pour les organismes vivants très proches de l'origine de la vie sur terre. Dans un nouvel article de Héliyon , un chercheur de l'Imperial College de Londres a étudié les machines moléculaires responsables de la photosynthèse et a découvert que le processus pouvait avoir évolué il y a 3,6 milliards d'années.

L'auteur de l'étude, Dr Tanai Cardona, dit que la recherche peut aider à résoudre la controverse autour du moment où les organismes ont commencé à produire de l'oxygène - quelque chose qui était vital pour l'évolution de la vie sur terre. Cela suggère également que les micro-organismes que nous pensions être les premiers à produire de l'oxygène - les cyanobactéries - ont évolué plus tard, et que les bactéries plus simples produisaient d'abord de l'oxygène.

"Mes résultats signifient que le processus qui soutient presque toute la vie sur terre aujourd'hui peut l'avoir été bien plus longtemps que nous ne le pensons, " a déclaré le Dr Cardona. " Il se peut que la disponibilité précoce de l'oxygène ait permis aux microbes de se diversifier et de dominer le monde pendant des milliards d'années. Ce qui a permis aux microbes de s'échapper du berceau où la vie a surgi et de conquérir chaque recoin de ce monde, il y a plus de 3 milliards d'années."

La photosynthèse est le processus qui soutient la vie complexe sur terre - tout l'oxygène sur notre planète provient de la photosynthèse. Il existe deux types de photosynthèse :oxygénée et anoxygénique. La photosynthèse oxygénique utilise l'énergie lumineuse pour séparer les molécules d'eau, libérer de l'oxygène, électrons et protons. La photosynthèse anoxygénique utilise des composés comme le sulfure d'hydrogène ou des minéraux comme le fer ou l'arsenic au lieu de l'eau, et il ne produit pas d'oxygène.

Précédemment, les scientifiques croyaient que l'anoxygénique évoluait bien avant la photosynthèse oxygénée, et que l'atmosphère terrestre ne contenait pas d'oxygène jusqu'à il y a environ 2,4 à 3 milliards d'années. Cependant, la nouvelle étude suggère que l'origine de la photosynthèse oxygénée peut avoir été jusqu'à un milliard d'années plus tôt, ce qui signifie que la vie complexe aurait également pu évoluer plus tôt.

Le Dr Cardona voulait savoir quand la photosynthèse oxygénée est née. Au lieu d'essayer de détecter l'oxygène dans les roches anciennes, c'est ce qui avait été fait auparavant, il a regardé au plus profond des machines moléculaires qui effectuent la photosynthèse - ce sont des enzymes complexes appelées photosystèmes. La photosynthèse oxygénique et anoxygénique utilisent toutes deux une enzyme appelée photosystème I. Le noyau de l'enzyme est différent dans les deux types de photosynthèse, et en étudiant depuis combien de temps les gènes ont évolué pour être différents, Le Dr Cardona a pu déterminer quand la photosynthèse oxydative s'est produite pour la première fois.

Il a découvert que les différences dans les gènes peuvent avoir eu lieu il y a plus de 3,4 milliards d'années - bien avant que l'on pense que l'oxygène ait été produit pour la première fois sur terre. C'est également bien avant que les cyanobactéries - des microbes que l'on pensait être les premiers organismes à produire de l'oxygène - n'existent. Cela signifie qu'il doit y avoir eu des prédécesseurs, comme les premières bactéries, qui ont depuis évolué pour effectuer à la place la photosynthèse anoxygénique.

"C'est la première fois que quelqu'un essaie de chronométrer l'évolution des photosystèmes, " a déclaré le Dr Cardona. " Le résultat suggère la possibilité que la photosynthèse oxygénée, le processus qui a produit tout l'oxygène sur terre, a en fait commencé à un stade très précoce de l'histoire de l'évolution de la vie - cela aide à résoudre l'une des grandes controverses en biologie aujourd'hui."

Une découverte surprenante était que l'évolution du photosystème n'était pas linéaire. Les photosystèmes sont connus pour évoluer très lentement - ils le font depuis l'apparition des cyanobactéries il y a au moins 2,4 milliards d'années. Mais lorsque le Dr Cardona a utilisé ce faible taux d'évolution pour calculer l'origine de la photosynthèse, il a trouvé une date qui était plus ancienne que la terre elle-même. Cela signifie que le photosystème a dû évoluer beaucoup plus rapidement au début - une recherche récente suggère que la planète est plus chaude.

"Il y a encore beaucoup de choses que nous ne savons pas sur la raison pour laquelle la vie est telle qu'elle est et sur l'origine de la plupart des processus biologiques, " a déclaré le Dr Cardona. "Parfois, nos suppositions les mieux informées ne représentent même pas ce qui s'est réellement passé il y a si longtemps."

Le Dr Cardona espère que ses découvertes pourront également aider les scientifiques qui recherchent la vie sur d'autres planètes à répondre à certaines de leurs plus grandes questions.