• Stromatolites, précurseurs des biofilms bactériens...

    Les stromatolites font partie des plus anciennes évidences de formes de vie, remontant parfois à plus de 3,5 milliards d'années.  Les Thrombolites, les Oncolites et les Girvanella, qui sont apparentés, font leur apparition au début du Cambrien (il y a 540 millions d'années).

    Bien avant l'apparition des métazoaires, la vie sur terre était dominée par les procaryotes (bactéries).  Nous croyons que c'est à la fin de l'âge géologique de l'Hadéen que sont apparus les procayotes (entre 4.0 et 3,8 et milliards d'années).  Ils se sont sans doute perfectionnés et diversifiés à l'Archéen (l'âge géologique qui suit l'Hadéen). Jetez un coup d'oeil à l'échelle des temps géologiques, et vous constaterez que l'Archéen constitue une grande tranche de notre histoire géologique.  Les bactéries ont donc vécu en maîtres absolus durant près de la moitié de l'âge de la terre. Les eucaryotes ne prendront naissance qu'au Protérozoïque, environ 1,7 milliards d'années plus tard alors que les stromatolites atteignaient un pic dans leur abondance.

    Les stromatolites sont d'immenses colonies élaborées par des bactéries photosynthétiques; les cyanobactéries. Ces colonies bactériennes pouvaient piéger les minéraux qui s'intégraient au stromatolite en formation.  De plus, lors de la photosynthèse, la fixation du CO2 permettait la précipitation des carbonates qui, en formant des cristaux, a permis l'élaboration de structures, dont certaines pouvaient atteindre quelques mètres d'envergure Cliquez ici pour en savoir plus. Et allez voir le court reportage de History Channel. Les stromatolites ne sont pas à proprement parler des fossiles de cyanobactéries, mais des structures minérales de leur organisation.  Un peu comme le tartre sur les dents: la plaque dentaire calcifiée.

    Combien de temps a-t-il fallut aux premiers procaryotes pour établir les colonies structurées que sont les stromatolites? Difficile à savoir, mais comme les plus vieux stromatolites semblent remonter à 3,5 milliards d'années, les procayotes en ont trouvé l'utilité assez rapidement (considérant l'âge géologique).  Je ne peux m'empêcher d'y voir un rapprochement avec ce que nous connaissons des biofilms microbiens que j'étudie depuis 20 ans.  Les bactéries dans les stromatolites ont probablement été les premières à élaborer des biofilms.

    Ces stromatolites (de même que les Thrombolites, Oncolites et Girvanella) ont virtuellement disparus de la surface de la terre au Crétacé (il y a 145 millions d'années) avec une disparition massive vers la fin du Protérozoïque.  Le déclin a été graduel avec des périodes de résurgence qui succédaient aux extinctions de masses.  De nos jours, les stromatolites vivants peuvent être observés à de rares endroits sur terre, dont Hamelin Pool en Australie, dans des conditions de haute salinité, faibles en nutriments et où les prédateurs ont peu d'emprise.

    Qu'est-ce qui a pu concourir à la disparition des stromatolites? L'hypothèse de cataclysmes périodiques ne peut être balayée.  Toutefois, il faut noter que les procaryotes ont un colossal pouvoir d'adaptation aux conditions défavorables.  L'oxygénation graduelle de l'atmosphère et des étendues marines a sans doute défavorisé les cyanobactéries (utilisent du CO2 et libèrent de l'oxygène), ou, à tout le moins, la formation des stromatolites.  On peut aussi considérer que lors de l'émergence et la diversification de formes de vie plus complexes comme les invertébrés benthiques au début du Paléozoïque, les stromatolites sont devenus des sources alimentaires abondantes et de vastes pâturages offerts à des prédateurs qui n'existaient pas avant.  Ainsi, par la libération de l'oxygène lors de leur activité photosynthétique, les cyanobactéries ont sans doute contribué à l'apparition des organismes qui allaient occuper un échelon supérieur de la chaîne alimentaire en formation.  

    Les stromatolites ont une croissance très lente: de l'ordre de 5cm par 100 ans. Alors que les premiers stomatolites pouvaient croître sans interférence pendant plus de 100,000 ans, on peut avancer, qu'avec l'avénement des «brouteurs» de bactéries, les stromatolites avaient peu de chance d'atteindre les dimensions effarantes que l'on retrouve dans certains testaments fossiles.  Ajoutons à cela les conditions atmosphériques changeantes et l'érosion des stromatolites existant, et nous pouvons avoir quelques très bonnes pistes pour imaginer comment ces structures ont pu s'éteindre et mettre fin à l'hégémonie des procayotes.

    Stromatolites

    Stromatolites

    Cet échantillon est à cheval entre Stromatolite, Thrombolite, Oncolite et Girvanella. Il pourrait s'agir d'un Jaspe orbiculaire de nature abiogénique.  Il est appelé Kambaba Jasper et il provient du Rift d'Afrique du sud qui court jusqu'à Madagascar.  Possiblement constitué des restes fossilisés de cyanobactéries, cet échantillon pourrait témoigner des premiers balbutiements de la vie sur la terre.  Il est possible de s'en procurer un exemplaire, comme celui-ci que je possède, à un prix dérisoire sur... ebay.

    Stromatolites, précurseurs des biofilms bactériens...

    Vue en gros plan d'une coupe transversale d'une «colonie» d'environ 2cm de diamètre. On y constate les strates concentriques qui pourraient correspondre aux périodes de croissance bactérienne et de dépôt de minéraux et de carbonates (zones claires).  Microscope binoculaire et caméra Luminera digitale. Mozaïque de 26 images individuelles assemblées automatiquement dans Photoshop. En cliquant sur l'image, vous aurez une vue encore plus saisissante de la structure fine.


  • Commentaires

    1
    STR
    Dimanche 7 Février 2016 à 10:37

    C'est intéressant.

    Mais connaissez-vous une datation de cette formation ?

    De même, connaissez-vous une ou des publications la concernant ?

    Merci d'avance.http://www.geoforum.fr/topic/14755-les-formes-de-vie-au-proterozoique-inferieur/ 

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