Des scientifiques du MIT et ailleurs ont identifié des fossiles chimiques qui pourraient avoir été laissés par des éponges anciennes dans des rochers de plus de 541 millions d’années. Ces fossiles chimiques sont des types spéciaux de steranes, qui sont la forme géologiquement stable de stérols qui se trouvent dans les membranes cellulaires des organismes complexes. Les chercheurs ont tracé ces steranes spéciaux à une classe d’éponges marines appelées démosponges.
« Nous ne savons pas exactement à quoi ressemblent ces organismes à l’époque, mais ils auraient absolument vécu dans l’océan, ils auraient été au corps doux, et nous supposons qu’ils n’avaient pas de squelette de silice », a déclaré le professeur du MIT, Roger, Sumons.
En 2009, les auteurs ont identifié les premiers fossiles chimiques qui semblaient dériver des éponges anciennes.
Ils ont analysé des échantillons de roches à partir d’un affleurement à Oman et ont trouvé une abondance surprenante de steranes qu’ils ont déterminé étaient les restes conservés de 30 carbone (C30) STEROLS – Une forme rare de stéroïde qu’ils ont montrée était probablement dérivée des éponges de mer anciennes.
Les steranes ont été trouvés dans des roches très anciennes et formées pendant la période d’Ediacaran (il y a 635 à 541 millions d’années).
Cette période a eu lieu juste avant le Cambrien, lorsque la Terre a connu une explosion soudaine et mondiale d’une vie multicellulaire complexe.
La découverte de l’équipe a suggéré que les éponges anciennes sont apparues beaucoup plus tôt que la plupart des vies multicellulaires et étaient peut-être l’un des premiers animaux de la Terre.
Cependant, peu de temps après la sortie de ces résultats, des hypothèses alternatives tourbillonnaient pour expliquer le C30 Les origines de Steranes, y compris que les produits chimiques auraient pu être générés par d’autres groupes d’organismes ou par des processus géologiques non vivants.
La présente étude renforce l’hypothèse antérieure selon laquelle les éponges anciennes ont laissé ce dossier chimique spécial, car les chercheurs ont identifié un nouveau fossile chimique dans les mêmes roches précambriennes qui sont presque certainement d’origine biologique.
Tout comme dans leurs travaux précédents, ils ont cherché des fossiles chimiques dans des roches qui remontent à la période d’Ediacaran.
Ils ont acquis des échantillons de noyaux de forage et d’affleurements à Oman, en Inde occidentale et en Sibérie, et ont analysé les roches pour les signatures de steranes, la forme géologiquement stable de stérols trouvés dans toutes les eucaryotes (plantes, animaux et tout organisme avec un noyau et des organiles à base de membrane).
« Vous n’êtes pas un eucaryote si vous n’avez pas de stérols ou de lipides membranaires comparables », a déclaré le professeur Souvons.
Le fossile chimique que les chercheurs ont identifié en 2009 était un stérol à 30 carbone.
De plus, l’équipe a déterminé que le composé pourrait être synthétisé en raison de la présence d’une enzyme distinctive qui est codée par un gène commun aux démosponges.
« Il est très inhabituel de trouver un stérol avec 30 carbones », a déclaré le Dr Lubna Shawar, chercheur à Caltech.
Dans la présente étude, les scientifiques se sont concentrés sur la chimie de ces composés et ont réalisé que le même gène dérivé de l’éponge pourrait produire un stérol encore plus rare, avec 31 atomes de carbone (C31).
Quand ils ont analysé leurs échantillons de roche pour C31 steranes, ils l’ont trouvé dans une abondance surprenante, ainsi que le C susmentionné30 steranes.
« Ces steranes spéciaux étaient là depuis le début », a déclaré le Dr Shawar.
«Il a fallu poser les bonnes questions pour les rechercher et pour vraiment comprendre leur sens et d’où ils viennent.»
Les chercheurs ont également obtenu des échantillons de démosponges modernes et les ont analysés pour C31 STEROLS.
Ils ont constaté que, en effet, les stérols – précurseurs biologiques du C31 Les steranes trouvés dans les roches – sont présents dans certaines espèces de démosponges contemporaines.
En allant un peu plus loin, ils ont synthétisé chimiquement huit C différent31 stérols en laboratoire comme normes de référence pour vérifier leurs structures chimiques.
Ensuite, ils ont traité les molécules d’une manière qui simule comment les stérols changeraient lorsqu’ils sont déposés, enterrés et sous pression sur des centaines de millions d’années.
Ils ont constaté que les produits de seulement deux de ces stérols étaient une correspondance exacte avec la forme de C31 stérols qu’ils ont trouvés dans des échantillons de roche anciens.
La présence de deux et l’absence des six autres démontrent que ces composés n’ont pas été produits par un processus non biologique aléatoire.
Les résultats, renforcés par de multiples lignes d’enquête, soutiennent fortement l’idée que les steranes trouvés dans les roches anciennes étaient en effet produits par des organismes vivants, plutôt que par des processus géologiques.
De plus, ces organismes étaient probablement les ancêtres des démosponges, qui ont conservé à ce jour la capacité de produire la même série de composés.
« C’est une combinaison de ce qu’il y a dans le rocher, de ce qui est dans l’éponge et de ce que vous pouvez faire dans un laboratoire de chimie », a déclaré le professeur Souvons.
«Vous avez trois lignes de preuve favorables et mutuellement convenues, pointant que ces éponges étant parmi les premiers animaux sur Terre.»
« Dans cette étude, nous montrons comment authentifier un biomarqueur, vérifiant qu’un signal vient vraiment de la vie plutôt que de la contamination ou de la chimie non biologique », a déclaré le Dr Shawar.
Les nouveaux résultats ont été publiés cette semaine dans les actes de l’Académie nationale des sciences.
