Paru cette semaine dans une des revues du groupe Nature, cet article met en avant les recherches menées au sein du laboratoire.

Ancient microbial life used arsenic to thrive in a world without oxygen

Il y a des milliards d’années, la vie sur Terre n’était présente que sous la forme de gros tapis visqueux de microbes vivant en eau peu profonde. Parfois, ces communautés microbiennes fabriquaient des minéraux carbonatés au sein de tapis microbiens qui, en se cimentant, pouvaient devenir des roches calcaires stratifiées appelées stromatolithes. Ce sont les plus anciennes preuves de vie sur Terre. Ces fossiles ne livrent pas facilement aux chercheurs les détails de leur formation. Alors qu’aujourd’hui, une majorité de microorganismes utilise l’oxygène pour respirer, ces tapis microbiens ont vécu pendant un milliard d’années dans une atmosphère dépourvue d’oxygène. Comment expliquer un tel paradoxe ? Une équipe internationale de géologues, de physiciens et de biologistes avait trouvé dans des stromatolithes fossilisés des indices montrant que l’arsenic était la substance chimique de choix pour la photosynthèse et la respiration anciennes. Ces mécanismes sont connus dans des communautés microbiennes vivant encore sur Terre aujourd’hui, mais jamais jusqu’à maintenant elles n’avaient été trouvées dans un milieu dépourvu d’oxygène. Renforcée par des scientifiques chiliens et argentins, l’équipe a mené une expédition visant à trouver des communautés microbiennes capables de minéraliser des carbonates dans les conditions extrêmes des Hautes Andes. Dans un petit ruisseau au fond du désert d’Atacama, les chercheurs ont trouvé des tapis microbiens violets formant des dépôts carbonatés ressemblant aux stromatolithes qui se développent en l’absence complète d’oxygène. Tout comme les indices trouvés dans le registre fossile, les communautés microbiennes vivant dans ces tapis utilisent deux états redox de l’arsenic (arsenit et arsenate) pour effectuer la photosynthèse et la respiration. Cette découverte offre des preuves directes des mécanismes expliquant comment la vie la plus ancienne sur Terre a survécu dans un monde pré-oxygénique.

Référence de l’article :

Visscher, P.T., Gallagher, K.L., Bouton, A. et al. Modern arsenotrophic microbial mats provide an analogue for life in the anoxic Archean. Communications Earth & Environment 1, 24 (2020). https://doi.org/10.1038/s43247-020-00025-2

Membres français de l’équipe :

 Pieter T. Visscher, Anthony Bouton & Emmanuelle Vennin : Biogeosciences, Université de Bourgogne Franche-Comté, 21000, Dijon, France
Pascal Philippot : Géosciences Montpellier, CNRS, Université de Montpellier, France
Maria Sancho-Tomás: IPGP – CNRS, Université Paris Diderot, France
Andrea Somogyi & Kadda Medjoubi : Synchrotron Soleil, Saint-Aubin, 91192, Gif-sur-Yvette, France
Bourillot Raphaël: Géoressources & Environnement, Ensegid, Bordeaux INP, 33607, Pessac, France

extrait:

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Paru cette semaine dans une des revues du groupe Nature, cet article met en avant les recherches menées au sein du laboratoire.

 

Ancient microbial life used arsenic to thrive in a world without oxygen

Il y a des milliards d’années, la vie sur Terre n’était présente que sous la forme de gros tapis visqueux de microbes vivant en eau peu profonde. Parfois, ces communautés microbiennes fabriquaient des minéraux carbonatés au sein de tapis microbiens qui, en se cimentant, pouvaient devenir des roches calcaires stratifiées appelées stromatolithes. Ce sont les plus anciennes preuves de vie sur Terre. Ces fossiles ne livrent pas facilement aux chercheurs les détails de leur formation. Alors qu’aujourd’hui, une majorité de microorganismes utilise l’oxygène pour respirer, ces tapis microbiens ont vécu pendant un milliard d’années dans une atmosphère dépourvue d’oxygène. Comment expliquer un tel paradoxe ? Une équipe internationale de géologues, de physiciens et de biologistes avait trouvé dans des stromatolithes fossilisés des indices montrant que l’arsenic était la substance chimique de choix pour la photosynthèse et la respiration anciennes. Ces mécanismes sont connus dans des communautés microbiennes vivant encore sur Terre aujourd’hui, mais jamais jusqu’à maintenant elles n’avaient été trouvées dans un milieu dépourvu d’oxygène. Renforcée par des scientifiques chiliens et argentins, l’équipe a mené une expédition visant à trouver des communautés microbiennes capables de minéraliser des carbonates dans les conditions extrêmes des Hautes Andes. Dans un petit ruisseau au fond du désert d’Atacama, les chercheurs ont trouvé des tapis microbiens violets formant des dépôts carbonatés ressemblant aux stromatolithes qui se développent en l’absence complète d’oxygène. Tout comme les indices trouvés dans le registre fossile, les communautés microbiennes vivant dans ces tapis utilisent deux états redox de l’arsenic (arsenit et arsenate) pour effectuer la photosynthèse et la respiration. Cette découverte offre des preuves directes des mécanismes expliquant comment la vie la plus ancienne sur Terre a survécu dans un monde pré-oxygénique.

 

Référence de l'article :

Visscher, P.T., Gallagher, K.L., Bouton, A. et al. Modern arsenotrophic microbial mats provide an analogue for life in the anoxic Archean. Communications Earth & Environment 1, 24 (2020). https://doi.org/10.1038/s43247-020-00025-2

 

Membres français de l’équipe :

 Pieter T. Visscher, Anthony Bouton & Emmanuelle Vennin : Biogeosciences, Université de Bourgogne Franche-Comté, 21000, Dijon, France
Pascal Philippot : Géosciences Montpellier, CNRS, Université de Montpellier, France
Maria Sancho-Tomás: IPGP – CNRS, Université Paris Diderot, France
Andrea Somogyi & Kadda Medjoubi : Synchrotron Soleil, Saint-Aubin, 91192, Gif-sur-Yvette, France
Bourillot Raphaël: Géoressources & Environnement, Ensegid, Bordeaux INP, 33607, Pessac, France