Les cyanobactéries mithridatisées à l’eau oxygénée

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Un groupe de chercheurs de CalTech vient de proposer un scénario évolutif qui expliquerait comment les cyanobactéries du paléoprotérozoïque (de 2,5 à 1,6 milliards d’années avant l’actuel) ont pu résister à l’oxygénation de l’atmosphère qu’elles ont elles-mêmes provoquée.
Il est couramment admis que les cyanobactéries sont responsables de l’oxygénation de l’atmosphère, l’oxygène étant un coproduit de la photosynthèse, processus biochimique utilisé par ces bactéries pour leurs besoins énergétiques. Il restait cependant à lever le paradoxe du cheminement évolutif suivi par ces microorganismes pour survivre au changement écologique brutal de la "Grande Oxydation" (aussi appelée Catastrophe de l’Oxygène). L’acclimatation des cyanobactéries à ces nouvelles conditions supposait en effet une pression évolutive "oxygénée" préalable dans un environnement anaérobie.
Dans un article publié dans PNAS, les chercheurs ont eu l’idée de relier la Grande Oxydation à un premier événement de glaciation globale ("snowball earth") subi par le globe terrestre à la même période. Les états de "snowball earth" sont caractérisés par une quasi-extinction du cycle de l’eau et l’avancée des glaces polaires jusque dans les régions équatoriales. En l’absence de toute couche d’ozone stratosphérique, le rayonnement ultraviolet puissant qui frappait alors la surface de la glace y aurait accumulé du peroxyde d’hydrogène (H2O2). Un tel phénomène d’enrichissement en H2O2 de la glace est actuellement observé en Antarctique du fait de l’appauvrissement de la couche d’ozone.

Lors de la déglaciation, la fonte des calottes aurait re-largué le peroxyde dans les océans, exposant les cyanobactéries de manière progressive et modérée et exerçant la pression évolutive qui leur aurait permis de développer les précurseurs des enzymes nécessaires à leur survie dans une ambiance oxygénée.
Selon les géologues, la terre aurait subi plusieurs crises du type "snowball", la dernière étant datée d’environ 635 millions d’années, soit 80 millions d’années avant le premier organisme vivant à symétrie bilatérale connu. Un tel événement glaciaire global durait typiquement quelques dizaines de millions d’années.

Source :


- http://pr.caltech.edu/media/Press_Releases/PR12927.html
- Mao-Chang Liang *, Hyman Hartman , Robert E. Kopp *, Joseph L. Kirschvink *, and Yuk L. Yung *, Production of hydrogen peroxide in the atmosphere of a Snowball Earth and the origin of oxygenic photosynthesis, Published online before print, 30/11/2006
Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 10.1073/pnas.0608839103
http://www.pnas.org/cgi/reprint/0608839103v1.pdf (texte intégral)

Pour en savoir plus, contacts :


- Les cyanobactéries : http://www.ucmp.berkeley.edu/bacteria/cyanointro.html
- "Snowball earth" : http://www.snowballearth.org/overview.html
- Joseph L. Kirschvink et al. Paleoproterozoic snowball Earth : Extreme climatic and geochemical global change and its biological consequences, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 97, Issue 4, 1400-1405, 2000 http://www.pnas.org/cgi/reprint/97/4/1400 (texte intégral)
- Evans, D.A., Beukes, N.J. & Kirschvink, J.L., 1997. Low-latitude glaciation in the Palaeoproterozoic era. Nature 386, 262-266.
http://www.gps.caltech.edu/~jkirschvink/pdfs/evansnature.pdf (texte intégral)
Code brève
ADIT : 40492

Rédacteur :

Philippe Jamet, AST, Philippe.Jamet@diplomatie.gouv.fr

Voir en ligne : http://www.bulletins-electroniques….