Aux origines de l’oxygène
Une récente publication dans la revue scientifique Nature marque un tournant dans notre compréhension de l’évolution de la photosynthèse. Des chercheurs ont mis en évidence, au sein de microfossiles vieux de 1,75 milliard d’années, des structures indiquant la présence de la photosynthèse oxygénique, un processus fondamental dans l’histoire de la vie sur Terre.
La découverte a été réalisée par une équipe de chercheurs menée par Catherine Demoulin et Emmanuelle Javaux, qui ont examiné des échantillons provenant de la Formation McDermott en Australie. Ils ont identifié dans ces microfossiles des thylakoïdes, structures membranaires caractéristiques des chloroplastes, présentes chez les plantes et certaines cyanobactéries actuelles.
La photosynthèse oxygénique, mécanisme par lequel l’eau et le dioxyde de carbone se transforment en glucose et en oxygène sous l’effet de la lumière solaire, était jusqu’alors attribuée exclusivement aux cyanobactéries et à certaines parties des cellules eucaryotes. Ces micro-organismes ont joué un rôle crucial lors du Grand Événement d’Oxygénation, survenu il y a environ 2,4 milliards d’années, mais la chronologie précise de l’apparition de la photosynthèse oxygénique restait incertaine.
L’identification de ces structures dans des fossiles aussi anciens suggère que la photosynthèse a probablement évolué avant 1,75 milliard d’années. Cependant, cela ne permet pas de trancher définitivement la question de savoir si la photosynthèse est apparue avant ou après le Grand Événement d’Oxygénation.
Selon les chercheurs, l’étude d’autres microfossiles encore plus anciens pourrait apporter des réponses supplémentaires et aider à comprendre dans quelle mesure l’évolution des thylakoïdes a influencé l’augmentation des niveaux d’oxygène sur Terre à cette époque.
La photosynthèse oxygénique en détail
La photosynthèse oxygénique est un processus biologique fondamental qui a joué un rôle crucial dans l’évolution de la vie sur Terre. Elle se déroule principalement chez les cyanobactéries, les algues et les plantes. Ce processus transforme l’énergie lumineuse du Soleil en énergie chimique, permettant la synthèse de glucose à partir de dioxyde de carbone (CO2) et d’eau (H2O).
Le mécanisme de la photosynthèse oxygénique se décompose en plusieurs étapes. Au cours de la phase lumineuse, l’énergie solaire est captée par les pigments photosynthétiques (comme la chlorophylle) et utilisée pour générer de l’ATP (adénosine triphosphate) et du NADPH (nicotinamide adénine dinucléotide phosphate). Ces composés énergétiques sont ensuite utilisés dans la phase sombre (le cycle de Calvin) pour réduire le CO2 en glucose.
Un sous-produit essentiel de ce processus est l’oxygène (O2), qui est libéré dans l’atmosphère. L’apparition de la photosynthèse oxygénique a marqué un tournant majeur dans l’histoire de la Terre, conduisant au Grand Événement d’Oxygénation. Ce dernier a transformé l’atmosphère et permis l’évolution de formes de vie plus complexes, dépendantes de l’oxygène pour leur respiration.
