mardi 6 juillet 2010

La vie prend un coup de vieux

Une équipe internationale a découvert des fossiles multicellulaires vieux de 2 milliards d’années qui remettent en cause radicalement nos idées sur l’évolution.

Ce matin, la couverture de la revue Nature risque de provoquer une épidémie de syncopes chez les paléontologues. Sous les images d’un fossile de plusieurs centimètres, elle titre sur une «Vie multicellulaire» vieille de 2 milliards d’années ! Or, pour les spécialistes, ce genre de vie - complexe, organisé et macroscopique - ne peut être plus ancien que 670 millions d’années. Avant, enseigne-t-on à l’université, seuls des microbes - unicellulaires - peuplaient la Terre. Tout au plus a-t-on aperçu de fugaces traces millimétriques de pluricellularité. Ce grand bond… en arrière sidère les spécialistes, suscite des réactions d’incrédulité.

Ces fossiles spectaculaires, porteurs d’une révolution dans les sciences de l’évolution, ont été présentés mardi à un groupe de journalistes dans les locaux du laboratoire Hydrogéologie, argiles, sols et altérations (Hydrasa) de l’université de Poitiers et du CNRS. L’excitation soulevée par la découverte provoquait déjà des appels de médias du monde entier.

Emergence de la vie

C’est pourtant une équipe spécialisée dans les argiles et inconnue en paléontologie, à laquelle participe le jeune maître de conférence Abderrazak el-Albani, qui lance cet énorme pavé dans la mare scientifique. La découverte provient d’un simple travail de routine géologique dans une carrière de grès, près de Franceville, au Gabon. Financé par des «contrats de recherche appliquée» de l’industrie minière, s’amuse le géologue, soulignant qu’il n’avait aucun crédit pour une étude paléontologique !

C’est pourtant là qu’El-Albani, son thésard gabonais Frantz Ossa Ossa et d’autres collègues mettent la main, en 2008, sur de premiers fossiles. Visibles à l’œil nu, si nombreux qu’on peut en trouver plusieurs dizaines au mètre carré et dans un état de conservation tout simplement miraculeux. Ils prennent des photos et en rapportent quelques échantillons à Poitiers. Peu familiers des formes de vie les plus anciennes, ils contactent quelques paléontologues, envoient les photos, leur proposent de venir à Poitiers examiner leur collection. Rusé, El-Albani cache souvent la date des roches à ses interlocuteurs. Leur première réaction les conduit donc à identifier ces fossiles à la faune d’Ediacara, il y a 670 millions d’années. C’est la première faune macroscopique connue, les premiers «métazoaires», disent les spécialistes, des êtres aux corps mous, vivant en eau peu profonde. Les spécimens gabonais les plus gros - 12 cm - se voient même proposer des dates plus récentes. Puis, lorsque le malicieux géologue révèle la datation des terrains, 2 milliards d’années, c’est la stupéfaction. «Impossible !» s’entend-il rétorquer. Des portes se ferment avec, parfois même, le refus de tout nouveau contact par crainte du ridicule auprès des collègues.
Cette crainte s’explique. L’un des signataires de l’article de Nature, Alain Meunier (professeur à l’université de Poitiers), précise que cette découverte met en cause toute l’histoire de l’émergence de la vie, telle que «nos cours la présentent». Rigolard, il conclut : «En septembre, je change le cours.»

La publication de cet article par Nature est l’aboutissement d’un long processus, arbitré par un procédé de peer review («revue par les pairs») particulièrement exigeant. Selon un adage bien connu des labos, où l’on professe un conservatisme éclairé, il faut des «preuves extraordinaires» à l’appui d’une «proclamation extraordinaire». Ces arguments solides ont été apportés par une équipe internationale de 21 chercheurs réunis autour d’El-Albani. On y relève des pointures mondiales, comme le paléontologue suédois Stefan Bengston ou l’Américain Donald Canfield. Des moyens d’investigation performants ont été mobilisés (sonde ionique, microtomographie utilisant les rayons X, le synchrotron national suisse, spectromètres de masse…) pour des analyses géochimiques et morphologiques d’une précision exceptionnelle.

La datation - élément clé de la découverte - ne soulève que peu de discussion. La région est labourée depuis cinquante ans par les géologues français, à la recherche de gisements d’uranium. Une région célébrissime dans les milieux géologiques et nucléaires, car c’est là, à moins de 30 km du site paléontologique, que des réacteurs nucléaires naturels ont fonctionné il y a 2 milliards d’années, celui d’Oklo étant le plus étudié.

La qualité des fossiles laisse pantois. Les magnifiques couches d’argile, d’un gris perle, très fin et uniforme, ont été préservées depuis 2 milliards d’années par une ceinture de roches plus anciennes et très solides. Peu chauffées, peu bousculées, peu comprimées, ces argiles sont un cadeau rarissime de la nature pour une période aussi ancienne.

Multitude de cristaux

Le milieu a pu être caractérisé avec précision : un fond de mer peu profond, 30 à 40 mètres, proche d’un delta fluvial, où l’on peut encore lire les traces des marées. Les cadavres ont subi un processus de fossilisation rapide et efficace. En quatre-vingts jours environ après leur mort, des bactéries ont transformé des corps probablement gélatineux et pleins d’eau, tout juste aplatis, en une multitude de cristaux de pyrites formant un ensemble solide, inaltérable par l’argile qui s’est doucement déposée sur eux. Une aubaine de paléontologue.

Ces fossiles, faciles à détacher de leur gangue argileuse, ont subi de nombreuses analyses. Arnaud Mazurier, ingénieur de la société ERM à Poitiers, fait visiter un instrument à 350 000 euros, capable de scanner aux rayons X les fossiles avec une précision diabolique, permettant d’en tirer le portrait en trois dimensions. Ces portraits ont de quoi troubler. Sur plus de 250 fossiles récoltés, une quinzaine de formes se distinguent, avec des tailles variées. L’image d’une biodiversité, d’un écosystème ?

Soleil masqué

Les analyses géochimiques menées au micron près montrent que la matière organique à l’origine des fossiles est bien biotique, et non un artefact minéral mimant des formes de vie. Elles ont déniché un «biomarqueur typique d’organismes eucaryotes dont le noyau contient l’ADN - plus complexe que les bactéries», explique El-Albani.

Cette découverte «majeure», affirme Philippe Janvier, du Muséum national d’histoire naturelle, soulève pourtant plus de questions qu’elle n’apporte de réponses. Malgré la précision des reconstitutions en 3D, la nature précise de ces êtres demeure mystérieuse. Au point que Janvier, pourtant cosignataire de l’article, rechigne à assumer sa conclusion principale, qui parle de «macro-organismes». Et évoque la possibilité d’assemblage d’unicellulaires. S’agit-il de colonies d’organismes qui occupent le fond de la mer ou d’organismes coloniaux, premier regroupement d’unicellulaires préfigurant les véritables êtres multicellulaires ? La première interprétation rassure ceux qui hésitent devant la radicale nouveauté. Pourtant, aucune colonie bactérienne ou d’unicellulaires à noyau (actuelles ou fossiles) ne montre le degré de complexité des fossiles gabonais, mêlant, par exemple, une structure centrale de grande taille et une sorte de collerette plus fine autour.

L’hésitation de Janvier annonce un furieux débat entre spécialistes, où les arguments vont s’échanger comme les obus à Gravelotte. Car si ces fossiles sont bien ceux d’organismes complexes, dotés de fonctions biologiques leur permettant d’exploiter leur environnement et d’une reproduction, la réécriture de l’histoire de la vie devient radicale. Imaginez la Terre il y a 2,1 milliards d’années. Avec une Lune si proche que les marées sont gigantesques. Un jour plus court de plusieurs heures tant la planète tourne vite sur elle-même. Un soleil masqué par une atmosphère épaisse, rougeâtre, plus dense qu’aujourd’hui et si chargée en gaz carbonique qu’elle tuerait net un respirateur d’oxygène comme nous. Mais, depuis peu, la teneur en oxygène est montée à 10% de l’actuelle. Trop peu, encore, pour qu’une barrière d’ozone protège la Terre des UV agressifs du Soleil, mais assez pour que l’oxygène pénètre 40 mètres sous la surface des océans et permette l’émergence d’êtres de grande taille au métabolisme élevé, consommateurs d’oxygène. Si cette histoire est vraie, plusieurs questions surgissent. Ces premiers êtres multicellulaires sont-ils reliés génétiquement à la vie actuelle, via la faune d’Ediacara ? Si c’est le cas, les horloges moléculaires utilisées pour reconstruire les généalogies entre grandes classes d’êtres vivants sont caduques. On peut donc s’attendre à une vigoureuse contre-offensive des tenants de ces techniques.

Nouvelles pistes

Si cette continuité constitue la véritable histoire, pourquoi n’en voit-on aucune trace dans les archives géologiques ? Lacune de la documentation et une vie restée «cachée» ? Possible. Mais une autre hypothèse surgit. Et si une chute ultérieure de la teneur en oxygène, ou une autre variation de l’environnement, avait éradiqué cette première expérience de vie macroscopique ? L’absence de preuve deviendrait alors la preuve d’une absence. Un raisonnement toujours délicat à soutenir. Il faut de surcroît accepter l’idée d’une deuxième invention de la vie multicellulaire et macroscopique.

Cette découverte ouvre de nouvelles pistes. La plus urgente, c’est de sanctuariser le site. Cela suppose une discussion avec la société gabonaise qui exploite la carrière et une intervention politique. Il serait avisé de le faire avant qu’une université fortunée d’outre-Atlantique n’achète le terrain, souligne, mi-figue mi-raisin, El-Albani. Ensuite, chercher d’autres sédiments argileux de la même époque, au Brésil par exemple. Enfin, pousser l’analyse de la collection déjà réalisée puisque moins de la moitié l’a été pour l’article de Nature. L’enjeu est tel que l’élucidation de la nature des fossiles recueillis justifie un effort exceptionnel.

Cette traque de l’argile terrestre rejoint la découverte publiée le 25 juin dans Science par une équipe franco-américaine : il y a quatre milliards d’années, Mars a pu abriter des océans importants qui ont laissé des argiles. Aujourd’hui pour l’essentiel recouvertes par des roches volcaniques, extraites du sous-sol par le bombardement cosmique. Et «c’est là», insiste Jean Pierre Bibring (Institut d’astrophysique spatiale d’Orsay) qu’il faut chercher d’éventuels signes de vie ou de pré-vie. Vous cherchez la vie, traquez l’argile.

Source : Libération du 01/07/2010