Il y a environ 635 à 720 millions d'années, pendant la période glaciaire la plus sévère de la Terre, la Terre était deux fois presque entièrement recouverte de glace, selon les hypothèses actuelles. La question de savoir comment la vie a survécu à ces glaciations « Snowball Earth », jusqu'à environ 50 millions d'années, a occupé les scientifiques les plus éminents pendant de nombreuses décennies. Une équipe internationale, dirigé par des chercheurs néerlandais et allemands de la Max Planck Society, a maintenant trouvé le premier aperçu détaillé de la vie après la "boule de neige" sous la forme de molécules anciennes nouvellement découvertes, enterré dans de vieilles roches.

"Toutes les formes de vie animales supérieures, y compris nous les humains, produire du cholestérol. Les algues et les bactéries produisent leurs propres molécules de graisse caractéristiques", explique le premier auteur Lennart van Maldegem du Max Planck Institute (MPI) pour la biogéochimie, qui a récemment déménagé à l'Université nationale australienne à Canberra, Australie. "De telles molécules de graisse peuvent survivre dans les roches pendant des millions d'années, comme les plus anciens vestiges (chimiques) d'organismes, et dites-nous maintenant quel type de vie a prospéré dans les anciens océans il y a longtemps."

Mais les graisses fossiles que les chercheurs ont récemment découvertes dans les roches brésiliennes, déposé juste après la dernière glaciation Snowball, n'étaient pas ce qu'ils soupçonnaient. "Absolument pas, " déclare Christian Hallmann, chef d'équipe du MPI pour la biogéochimie, 'nous étions complètement perplexes, parce que ces molécules étaient très différentes de ce que nous avons jamais vu auparavant !" En utilisant des techniques de séparation sophistiquées, l'équipe a réussi à purifier des quantités infimes de la mystérieuse molécule et à identifier sa structure par résonance magnétique nucléaire dans le département RMN de Christian Griesinger à l'Institut Max Planck de chimie biophysique. "C'est très remarquable en soi" selon Klaus Wolkenstein du MPI pour la chimie biophysique et le Geoscience Center de l'Université de Göttingen :"Jamais une structure n'a été élucidée avec une si petite quantité d'une molécule aussi ancienne." La structure a été identifiée chimiquement comme 25, 28-bisnorgammacerane—abrégé en BNG comme le suggère van Maldegem.

Graisses fossiles provenant probablement du plancton hétérotrope

Pourtant, l'origine du composé restait énigmatique. « Nous avons bien sûr cherché si nous pouvions le trouver ailleurs », explique van Maldegem, qui a ensuite étudié des centaines d'échantillons de roches anciennes, avec un succès assez surprenant. « En particulier, les rochers du Grand Canyon m'ont vraiment ouvert les yeux », explique Hallmann. ces roches avaient également été enfouies sous des kilomètres de glace glaciaire il y a environ 700 millions d'années.

Des analyses supplémentaires détaillées des molécules dans les roches du Grand Canyon, y compris les précurseurs présumés du BNG, la distribution des stéroïdes et des schémas isotopiques stables du carbone - a conduit les auteurs à conclure que la nouvelle molécule de BNG dérive très probablement du plancton hétérotrophe, microbes marins qui dépendent de la consommation d'autres organismes pour obtenir de l'énergie. "Contrairement par exemple aux algues vertes qui se livrent à la photosynthèse et appartiennent donc à des organismes autotrophes, ces micro-organismes hétérotrophes étaient de véritables prédateurs qui gagnaient de l'énergie en chassant et en dévorant d'autres algues et bactéries », selon van Maldegem.

Les espèces prédatrices créent de la place pour les algues et autres planctons

Alors que la prédation est courante parmi le plancton dans les océans modernes, la découverte qu'il était si important il y a 635 millions d'années, exactement après la glaciation Snowball Earth, est un gros problème pour la communauté scientifique. « Parallèlement à l'apparition de l'énigmatique molécule de BNG, nous observons la transition d'un monde dont les océans ne contenaient pratiquement que des bactéries, à un système terrestre plus moderne contenant beaucoup plus d'algues. Nous pensons que la prédation massive a aidé à « nettoyer » les océans dominés par les bactéries et à faire de la place aux algues », explique van Maldegem.

Les réseaux d'alimentation plus complexes qui en ont résulté ont fourni les besoins alimentaires des plus grands, formes de vie plus complexes à évoluer, y compris les lignées que tous les animaux, et finalement nous les humains, tirer de. L'apparition massive de la prédation a probablement joué un rôle crucial dans la transformation de notre planète et de ses écosystèmes jusqu'à son état actuel.