De nouvelles recherches révèlent qu’il y a 3,4 milliards d’années (Eon archéen), les anciens microbes dépendaient du molybdène – un métal extrêmement rare à l’époque – et expérimentaient même le tungstène. Les résultats pourraient réécrire la façon dont les astrobiologistes recherchent la vie sur d’autres planètes.
Les preuves géochimiques suggèrent que la disponibilité de molybdène dans les océans anoxiques de la Terre primitive était extrêmement limitée, alors que la vie moderne en dépend presque universellement.
Les scientifiques avaient précédemment émis l’hypothèse que la vie aurait pu utiliser le tungstène en premier, puis avoir évolué pour utiliser le molybdène une fois qu’il serait devenu plus disponible.
Le professeur Betül Kaçar et ses collègues de l’Université du Wisconsin-Madison avaient pour objectif de tester cette hypothèse.
« Le molybdène, un métal de transition, présente une histoire évolutive énigmatique en biologie en relation avec l’environnement », ont déclaré les chercheurs.
« Le molybdène participe aux transformations biogéochimiques clés du carbone, de l’azote et du soufre, et des études antérieures ont proposé que bon nombre de ces voies métaboliques aient une histoire ancienne. »
Dans l’étude, les auteurs ont examiné les bases de données génomiques pour identifier les espèces vivantes porteuses des gènes responsables du transport, du stockage et de la formation des enzymes du molybdène.
En utilisant une technique appelée réconciliation phylogénétique, ils ont reconstruit l’histoire évolutive des protéines utilisant le molybdène et le tungstène dans l’arbre de vie moderne.
Ils ont également suivi la façon dont le molybdène se déplace et est utilisé à l’intérieur des cellules vivantes, étudiant son trafic intracellulaire depuis son absorption jusqu’à la catalyse.
En parallèle, ils ont examiné l’histoire de l’utilisation du tungstène biologique pour le transport et la catalyse.
Ils ont rassemblé les données disponibles sur la prévalence du molybdène au fil du temps et ont découvert que, même si le molybdène était rare, d’anciens microbes sur Terre trouvaient encore un moyen de l’utiliser – il y a 3,3 à 3,7 milliards d’années.
« Ce qui est contre-intuitif, c’est que, selon les enregistrements géochimiques, l’abondance de molybdène sur la Terre primitive semble avoir été bien inférieure il y a des milliards d’années, en particulier avant l’avènement de la photosynthèse oxygénée », a déclaré Aya Klos, doctorante. étudiant à l’Université du Wisconsin-Madison.
« Pourtant, pour une raison quelconque, malgré sa disponibilité limitée, la vie a continué à évoluer grâce à des processus biochimiques qui dépendent du molybdène. »
« Ces processus ont été transmis aux organismes modernes. »
« Comprendre sur quels éléments la vie s’est appuyée au début de la vie peut aider les astrobiologistes à identifier d’autres planètes susceptibles de abriter la vie », a déclaré le professeur Kaçar.
« Cette étude montre que ce n’est pas parce qu’un élément est rare dans l’environnement que la vie ne trouvera pas le moyen de l’utiliser et même de construire un empire avec lui. »
« La vie fonctionne de manière surprenante. Des découvertes comme celle-ci nous rappellent que la recherche de la vie au-delà de la Terre peut nous obliger à imaginer des possibilités que nous n’avons pas encore envisagées. »
