Quand la Terre s’est figée, où la vie s’est-elle soucieuse? Les scientifiques du MIT disent qu’un refuge était peut-être des piscines de glace fondue qui parsemaient la surface glacée de la planète.
Dans une étude apparaissant dans Communications de la nature, Les chercheurs rapportent qu’il y a 635 à 720 millions d’années, pendant les périodes connues sous le nom de «Terre de boule de neige», alors qu’une grande partie de la planète était couverte de glace, certains de nos anciens ancêtres cellulaires auraient pu attendre les choses dans des étangs d’eau de fonte.
Les scientifiques ont constaté que les eucaryotes – des formes de vie cellulaire complexes qui ont finalement évolué vers la vie multicellulaire diversifiée que nous voyons aujourd’hui – auraient pu survivre au gel mondial en vivant dans des piscines d’eau peu profondes. Ces petites oasis aqueuses peuvent avoir persisté au sommet des calottes glaciaires relativement peu profondes présentes dans les régions équatoriales. Là, la surface de glace pourrait accumuler de la poussière et des débris de couleur foncée par le bas, ce qui a amélioré sa capacité à fondre en piscines. Aux températures, oscillant à environ 0 degrés Celsius, les étangs d’eau de fonte qui en résultent auraient pu servir d’environnements habitables pour certaines formes de vie complexe précoce.
L’équipe a tiré ses conclusions sur la base d’une analyse des étangs de fusion moderne. Aujourd’hui, en Antarctique, de petites piscines de glace fondues peuvent être trouvées le long des marges des calottes glaciaires. Les conditions le long de ces calottes glaciaires polaires sont similaires à ce qui existait probablement le long des calottes glaciaires près de l’équateur pendant la Terre de la boule de neige.
Les chercheurs ont analysé des échantillons à partir d’une variété d’étangs d’eau de fonte situés sur le plateau de glace McMurdo dans une zone décrite pour la première fois par des membres de l’expédition de Robert Falcon Scott en 1903 comme « Ice sale ». Les chercheurs du MIT ont découvert des signatures claires de la vie eucaryote dans chaque étang. Les communautés des eucaryotes variaient de l’étang à l’étang, révélant une diversité surprenante de la vie à travers le cadre. L’équipe a également constaté que la salinité joue un rôle clé dans le genre de vie qu’un étang peut héberger: les étangs qui étaient plus saumâtres ou salés avaient des communautés eucaryotes plus similaires, qui différaient de celles des étangs avec des eaux plus fraîches.
« Nous avons montré que les étangs d’eau de fonte sont des candidats valides pour les premiers eucaryotes auraient pu se débrouiller lors de ces événements de glaciation à l’échelle de la planète », a déclaré l’auteur principal Fatima Husain, étudiante diplômée du département de terre du MIT, des sciences atmosphériques et planétaires (EAP). « Cela nous montre que la diversité est présente et possible dans ce genre de paramètres. C’est vraiment une histoire de résilience de la vie. »
Les co-auteurs du MIT de l’étude incluent le professeur de géobiologie de Schlumberger Roger Summons et l’ancien Postdoct Thomas Evans, ainsi que Jasmin Millar de l’Université de Cardiff, Anne Jungblut au Natural History Museum à Londres, et Ian Hawes de l’Université de Waikato en Nouvelle-Zélande.
Plongeon polaire
Snowball Earth est le terme familier pour des périodes de temps dans l’histoire de la Terre au cours de laquelle la planète a glacé. Il est souvent utilisé comme référence aux deux événements de glaciation consécutifs de plusieurs millions d’années qui ont eu lieu pendant la période cryogénienne, que les géologues appellent le temps entre 635 et 720 millions d’années. Que la Terre était plus une boule de neige durcie ou une « boucle » plus douce est toujours en débat. Mais les scientifiques sont certains d’une chose: la majeure partie de la planète a été plongée dans un gel profond, avec des températures mondiales moyennes de moins 50 degrés Celsius. La question a été: comment et où la vie a-t-elle survécu?
« Nous sommes intéressés à comprendre les fondements de la vie complexe sur Terre. Nous voyons des preuves des eucaryotes avant et après le cryogénian dans le dossier fossile, mais nous manquons en grande partie de preuves directes de l’endroit où ils auraient pu vivre », explique Husain. « La grande partie de ce mystère est que nous savons que la vie a survécu. Nous essayons simplement de comprendre comment et où. »
Il existe un certain nombre d’idées où les organismes auraient pu être abritées pendant la Terre de la boule de neige, y compris dans certaines parcelles de l’océan ouvert (si de tels environnements existaient), dans et autour des évents hydrothermaux profonds et sous des calottes glaciaires. En considérant les étangs d’eau de fonte, Husain et ses collègues ont poursuivi l’hypothèse selon laquelle les eaux de fonte des glaces de surface peuvent également être capables de soutenir la vie eucaryote précoce à l’époque.
« Il y a beaucoup d’hypothèses pour l’endroit où la vie aurait pu survivre et abrité pendant le cryogénian, mais nous n’avons pas d’excellents analogues pour tous », note Husain. « Les étangs d’eau de fonte ci-dessus se produisent sur Terre aujourd’hui et sont accessibles, nous donnant la possibilité de vraiment nous concentrer sur les eucaryotes qui vivent dans ces environnements. »
Petit étang, grande vie
Pour leur nouvelle étude, les chercheurs ont analysé les échantillons prélevés dans des étangs d’eau de fonte en Antarctique. En 2018, des convocations et des collègues de la Nouvelle-Zélande se sont rendus dans une région de la plate-forme de glace McMurdo en Antarctique oriental, connu pour accueillir de petits étangs de glace fondue, chacun à quelques pieds de profondeur et de quelques mètres de large. Là, l’eau gèle jusqu’au fond marin, dans le processus piégeant les sédiments de couleur foncée et les organismes marins. La perte de glace du vent de la surface crée une sorte de tapis roulant qui amène ces débris piégés à la surface au fil du temps, où il absorbe la chaleur du soleil, provoquant la fonte de la glace, tandis que les débris entourés reflètent la lumière du soleil entrant, ce qui résulte de la formation de bassins d’eau de fusion peu profonds.
Le bas de chaque étang est tapissé de tapis de microbes qui se sont construits au fil des ans pour former des couches de communautés cellulaires collantes.
« Ces tapis peuvent avoir quelques centimètres d’épaisseur, colorés, et ils peuvent être très clairement superposés », explique Husain.
Ces tapis microbiens sont constitués d’organismes photosynthétiques à cellules procaryotes, procaryotes qui n’ont pas de noyau cellulaire ou d’autres organites. Bien que ces microbes anciens soient connus pour survivre dans certains des environnements les plus durs de la Terre, y compris les étangs d’eau de fonte, les chercheurs voulaient savoir si les eucaryotes – des organismes complexes qui ont évolué un noyau cellulaire et d’autres organiles liés à la membrane – pouvaient également résister à des circonstances similaires. Répondre à cette question prendrait plus qu’un microscope, car les caractéristiques déterminantes des eucaryotes microscopiques présentes parmi les tapis microbiens sont trop subtiles pour distinguer les yeux.
Pour caractériser les eucaryotes, l’équipe a analysé les tapis pour des lipides spécifiques qu’ils font appelés stérols, ainsi que des composants génétiques appelés acide ribonucléique ribosomal (ARNr), qui peuvent tous deux être utilisés pour identifier les organismes avec des degrés de spécificité variables. Ces deux ensembles d’analyses indépendants ont fourni des empreintes digitales complémentaires pour certains groupes eucaryotes. Dans le cadre de la recherche lipidique de l’équipe, ils ont trouvé de nombreux stérols et gènes d’ARNr étroitement associés à des types spécifiques d’algues, de protistes et d’animaux microscopiques parmi les tapis microbiens. Les chercheurs ont pu évaluer les types et l’abondance relative de lipides et de gènes d’ARNr de l’étang à l’étang, et ont constaté que les étangs ont organisé une diversité surprenante de la vie eucaryote.
« Il n’y avait pas deux étangs de même », explique Husain. « Il y a des moulages de personnages répétés, mais ils sont présents dans différentes abondances. Et nous avons trouvé divers assemblages d’eucaryotes de tous les principaux groupes de tous les étangs étudiés. Ces eucaryotes sont les descendants des eucaryotes qui ont survécu à la terre de boule de neige. Prolifération de la vie complexe – y compris nous – plus tard. «
Cette recherche a été soutenue en partie par le programme d’exobiologie de la NASA, la collaboration de Simons sur les origines de la vie et une subvention MISTI du MIT-New Zealand.
20/06/2025
Comment la vie a enduré la Terre de la boule de neige: des preuves des étangs de la fusion de l’Antarctique
Quand la Terre s’est figée, où la vie s’est-elle soucieuse? Les scientifiques du MIT disent qu’un refuge était peut-être des piscines de glace fondue qui parsemaient la surface glacée de la planète.
Dans une étude apparaissant dans Communications de la nature, Les chercheurs rapportent qu’il y a 635 à 720 millions d’années, pendant les périodes connues sous le nom de «Terre de boule de neige», alors qu’une grande partie de la planète était couverte de glace, certains de nos anciens ancêtres cellulaires auraient pu attendre les choses dans des étangs d’eau de fonte.
Les scientifiques ont constaté que les eucaryotes – des formes de vie cellulaire complexes qui ont finalement évolué vers la vie multicellulaire diversifiée que nous voyons aujourd’hui – auraient pu survivre au gel mondial en vivant dans des piscines d’eau peu profondes. Ces petites oasis aqueuses peuvent avoir persisté au sommet des calottes glaciaires relativement peu profondes présentes dans les régions équatoriales. Là, la surface de glace pourrait accumuler de la poussière et des débris de couleur foncée par le bas, ce qui a amélioré sa capacité à fondre en piscines. Aux températures, oscillant à environ 0 degrés Celsius, les étangs d’eau de fonte qui en résultent auraient pu servir d’environnements habitables pour certaines formes de vie complexe précoce.
L’équipe a tiré ses conclusions sur la base d’une analyse des étangs de fusion moderne. Aujourd’hui, en Antarctique, de petites piscines de glace fondues peuvent être trouvées le long des marges des calottes glaciaires. Les conditions le long de ces calottes glaciaires polaires sont similaires à ce qui existait probablement le long des calottes glaciaires près de l’équateur pendant la Terre de la boule de neige.
Les chercheurs ont analysé des échantillons à partir d’une variété d’étangs d’eau de fonte situés sur le plateau de glace McMurdo dans une zone décrite pour la première fois par des membres de l’expédition de Robert Falcon Scott en 1903 comme « Ice sale ». Les chercheurs du MIT ont découvert des signatures claires de la vie eucaryote dans chaque étang. Les communautés des eucaryotes variaient de l’étang à l’étang, révélant une diversité surprenante de la vie à travers le cadre. L’équipe a également constaté que la salinité joue un rôle clé dans le genre de vie qu’un étang peut héberger: les étangs qui étaient plus saumâtres ou salés avaient des communautés eucaryotes plus similaires, qui différaient de celles des étangs avec des eaux plus fraîches.
« Nous avons montré que les étangs d’eau de fonte sont des candidats valides pour les premiers eucaryotes auraient pu se débrouiller lors de ces événements de glaciation à l’échelle de la planète », a déclaré l’auteur principal Fatima Husain, étudiante diplômée du département de terre du MIT, des sciences atmosphériques et planétaires (EAP). « Cela nous montre que la diversité est présente et possible dans ce genre de paramètres. C’est vraiment une histoire de résilience de la vie. »
Les co-auteurs du MIT de l’étude incluent le professeur de géobiologie de Schlumberger Roger Summons et l’ancien Postdoct Thomas Evans, ainsi que Jasmin Millar de l’Université de Cardiff, Anne Jungblut au Natural History Museum à Londres, et Ian Hawes de l’Université de Waikato en Nouvelle-Zélande.
Plongeon polaire
Snowball Earth est le terme familier pour des périodes de temps dans l’histoire de la Terre au cours de laquelle la planète a glacé. Il est souvent utilisé comme référence aux deux événements de glaciation consécutifs de plusieurs millions d’années qui ont eu lieu pendant la période cryogénienne, que les géologues appellent le temps entre 635 et 720 millions d’années. Que la Terre était plus une boule de neige durcie ou une « boucle » plus douce est toujours en débat. Mais les scientifiques sont certains d’une chose: la majeure partie de la planète a été plongée dans un gel profond, avec des températures mondiales moyennes de moins 50 degrés Celsius. La question a été: comment et où la vie a-t-elle survécu?
« Nous sommes intéressés à comprendre les fondements de la vie complexe sur Terre. Nous voyons des preuves des eucaryotes avant et après le cryogénian dans le dossier fossile, mais nous manquons en grande partie de preuves directes de l’endroit où ils auraient pu vivre », explique Husain. « La grande partie de ce mystère est que nous savons que la vie a survécu. Nous essayons simplement de comprendre comment et où. »
Il existe un certain nombre d’idées où les organismes auraient pu être abritées pendant la Terre de la boule de neige, y compris dans certaines parcelles de l’océan ouvert (si de tels environnements existaient), dans et autour des évents hydrothermaux profonds et sous des calottes glaciaires. En considérant les étangs d’eau de fonte, Husain et ses collègues ont poursuivi l’hypothèse selon laquelle les eaux de fonte des glaces de surface peuvent également être capables de soutenir la vie eucaryote précoce à l’époque.
« Il y a beaucoup d’hypothèses pour l’endroit où la vie aurait pu survivre et abrité pendant le cryogénian, mais nous n’avons pas d’excellents analogues pour tous », note Husain. « Les étangs d’eau de fonte ci-dessus se produisent sur Terre aujourd’hui et sont accessibles, nous donnant la possibilité de vraiment nous concentrer sur les eucaryotes qui vivent dans ces environnements. »
Petit étang, grande vie
Pour leur nouvelle étude, les chercheurs ont analysé les échantillons prélevés dans des étangs d’eau de fonte en Antarctique. En 2018, des convocations et des collègues de la Nouvelle-Zélande se sont rendus dans une région de la plate-forme de glace McMurdo en Antarctique oriental, connu pour accueillir de petits étangs de glace fondue, chacun à quelques pieds de profondeur et de quelques mètres de large. Là, l’eau gèle jusqu’au fond marin, dans le processus piégeant les sédiments de couleur foncée et les organismes marins. La perte de glace du vent de la surface crée une sorte de tapis roulant qui amène ces débris piégés à la surface au fil du temps, où il absorbe la chaleur du soleil, provoquant la fonte de la glace, tandis que les débris entourés reflètent la lumière du soleil entrant, ce qui résulte de la formation de bassins d’eau de fusion peu profonds.
Le bas de chaque étang est tapissé de tapis de microbes qui se sont construits au fil des ans pour former des couches de communautés cellulaires collantes.
« Ces tapis peuvent avoir quelques centimètres d’épaisseur, colorés, et ils peuvent être très clairement superposés », explique Husain.
Ces tapis microbiens sont constitués d’organismes photosynthétiques à cellules procaryotes, procaryotes qui n’ont pas de noyau cellulaire ou d’autres organites. Bien que ces microbes anciens soient connus pour survivre dans certains des environnements les plus durs de la Terre, y compris les étangs d’eau de fonte, les chercheurs voulaient savoir si les eucaryotes – des organismes complexes qui ont évolué un noyau cellulaire et d’autres organiles liés à la membrane – pouvaient également résister à des circonstances similaires. Répondre à cette question prendrait plus qu’un microscope, car les caractéristiques déterminantes des eucaryotes microscopiques présentes parmi les tapis microbiens sont trop subtiles pour distinguer les yeux.
Pour caractériser les eucaryotes, l’équipe a analysé les tapis pour des lipides spécifiques qu’ils font appelés stérols, ainsi que des composants génétiques appelés acide ribonucléique ribosomal (ARNr), qui peuvent tous deux être utilisés pour identifier les organismes avec des degrés de spécificité variables. Ces deux ensembles d’analyses indépendants ont fourni des empreintes digitales complémentaires pour certains groupes eucaryotes. Dans le cadre de la recherche lipidique de l’équipe, ils ont trouvé de nombreux stérols et gènes d’ARNr étroitement associés à des types spécifiques d’algues, de protistes et d’animaux microscopiques parmi les tapis microbiens. Les chercheurs ont pu évaluer les types et l’abondance relative de lipides et de gènes d’ARNr de l’étang à l’étang, et ont constaté que les étangs ont organisé une diversité surprenante de la vie eucaryote.
« Il n’y avait pas deux étangs de même », explique Husain. « Il y a des moulages de personnages répétés, mais ils sont présents dans différentes abondances. Et nous avons trouvé divers assemblages d’eucaryotes de tous les principaux groupes de tous les étangs étudiés. Ces eucaryotes sont les descendants des eucaryotes qui ont survécu à la terre de boule de neige. Prolifération de la vie complexe – y compris nous – plus tard. «
Cette recherche a été soutenue en partie par le programme d’exobiologie de la NASA, la collaboration de Simons sur les origines de la vie et une subvention MISTI du MIT-New Zealand.
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