La plus grande extinction de masse jamais déclenchée par des microbes

La plus grande extinction de masse jamais déclenchée par des microbes

Le pire moment pour vivre de l'histoire de la Terre est sans conteste le Permien final, il y a environ 250, il y a un million d'années. C’est la période où le plus grand événement d'extinction jamais enregistré a eu lieu, tuant 97% de toutes les espèces, un événement si grave qu'il a été appelé The Great Dying.

Cet événement a généralement été attribué aux éruptions volcaniques massives qui ont eu lieu au même moment. Mais maintenant, dans une nouvelle analyse, des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) affirment que l'événement d'extinction de masse peut avoir été provoqué par des microbes. Ces microbes ont entraîné une perturbation du cycle du carbone qui a provoqué des chocs environnementaux, tels que le réchauffement de la planète et l'acidification des océans. Les chocs ont anéanti un grand nombre d’espèces sur une période de plusieurs dizaines de milliers d’années - un soubresaut aux échelles géologiques.

Felt Like The End Of Time

L’extinction finale du Permien, qui s’est produite il ya environ 250 millions d’années, est le plus grave des cinq événements d’extinction massive connus. Il a tué le dernier des trilobites - une espèce marine robuste qui avait survécu à deux extinction de masse antérieure. Alors que les plantes terrestres ont survécu, presque toutes les forêts ont disparu. Pire encore, c'est le seul événement d'extinction connu où même les insectes n'ont pas été épargnés.

Pour qu'un événement de cette taille ait lieu, beaucoup de choses auraient dû mal tourner. À l'époque, le monde était constitué d'un seul supercontinent appelé Pangea. Cette vaste masse continentale, en modifiant la dynamique de la façon dont le carbone est cyclé avec des plaques sous-conductrices, a peut-être poussé les températures mondiales au plus haut niveau jamais atteint.

Puis, au cours d’un million d’années environ, d’énormes éruptions en Sibérie ont créé des basaltes couvrant une superficie environ sept fois plus grande que la France. Cela a peut-être poussé l'environnement au-delà d'un seuil critique en envoyant encore plus de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Cela aurait provoqué l’acidification des océans, tuant plus de vie marine, et se réchauffant, libérant du méthane gelé. Le résultat de tout cela aurait été un climat «explosif» qui continuait de chauffer et d'éliminer plus d'oxygène de l'environnement.

Le puissant microbe

Mais Daniel Rothman du MIT pense que les chiffres ne concordent pas. «Les changements du cycle du carbone au niveau mondial sont difficiles à concilier avec la seule activité volcanique en Sibérie», a-t-il déclaré.

Ses calculs, récemment publiés dans le Actes de l'Académie nationale des sciences, ont laissé entendre que quelque chose d'autre devait avoir causé l'évasion. Une hypothèse était que la vie microbienne pouvait en être la cause.

«Cette hypothèse n’est pas aussi scandaleuse qu’il paraît. Après tout, il y a environ un milliard d'années, c'étaient des microbes sous la forme de cyanobactéries qui donnaient à notre atmosphère tout son oxygène », a ajouté Rothman. Cette période, appelée le grand événement d'oxygénation, a également tué la plupart des organismes adaptés au manque d'oxygène et entamé l'une des plus longues périodes de froid de l'histoire de la Terre. Les microbes peuvent donc certainement avoir un impact mondial.

En compagnie de collègues du MIT, Rothman a examiné l’histoire de l’évolution de la Terre et a constaté l’apparition d’un type de microbe particulier à l’époque du grand mourant. Ce microbe, appelé Methanosarcina, avait la capacité de digérer les matières organiques pour produire du méthane. (Les biologistes moléculaires du MIT ont montré que Methanosarcina évolué cette capacité grâce au transfert d'un seul gène de la Clostridia classe de bactéries.)

Rothman savait que le processus chimique utilisé pour créer le méthane reposait sur le nickel métallique. Il est allé chercher des preuves que Methanosarcina a été florissante à l'époque dans la couche sédimentaire de la région Meishan de la Chine. Si l'environnement à cette époque avait plus de nickel que la normale, les sédiments seraient détenir le record de celui-ci.

Rothman a choisi la région de Meishan pour rechercher le nickel, car cette région est particulièrement étudiée. Ses couches sédimentaires ont été utilisées pour marquer et normaliser différentes périodes de l'histoire géologique de la Terre, et elles couvrent la période des grands mourants.

La recherche a réussi. Il y avait effectivement une plus grande quantité de nickel dans les sédiments déposés au cours de cette période. Methanosarcina n'aurait pas simplement été efficace pour créer du méthane - ils auraient prospéré.

Rothman suggère que le nickel aurait été ajouté aux océans, où Methanosarcina vécu et a grandi, par l’activité volcanique continue qui se déroule en Sibérie. La quantité croissante de nickel, transportée par les courants océaniques, aurait permis plus de Methanosarcina convertir les matières organiques en méthane, lequel serait converti en dioxyde de carbone par des réactions avec l'oxygène Cela aurait entraîné une augmentation des températures globales et une acidification des océans. Ce dernier aurait été combiné avec la perte d'oxygène (utilisée pour créer le dioxyde de carbone) afin d'accélérer l'extinction dans les océans. Et les organismes morts auraient fourni Methanosarcina avec plus de matière organique à digérer.

En bref, une innovation microbienne a peut-être fait pencher la balance pour causer la Grande Mort.

Marc Reichow à l'Université de Leicester reste sceptique quant à ces résultats. Il fait valoir qu'il n'y a aucune preuve que le nickel a augmenté provenait de volcans de Sibérie. Rothman accepte que les données actuelles ne peuvent pas identifier la source du nickel.

Beaucoup de facteurs impliqués?

"C'est une hypothèse intéressante, mais je pense que Great Dying était le résultat de nombreux" mécanismes de destruction "plutôt que d'un seul mécanisme suggéré ici", a déclaré Reichow.

Il existe également des doutes sur la période exacte dans laquelle Methanosarcina effectivement évolué. Les techniques actuelles d'estimation de ses origines sur la base des différences de séquence d'ADN ont une marge d'erreur énorme, ce qui signifie que cela aurait pu se passer bien avant ou après le grand meurtre.

Rothman reconnaît qu'il ya des limites. «Nous croyons que le volcanisme seul ne pourrait avoir causé cet événement d'extinction. Au lieu de cela, ce que nous avons fait est élargi la conversation en suggérant qu'il est possible que les microbes peuvent avoir causé cela se produise. "

«Les conséquences pour le présent sont que les fluctuations naturelles du cycle du carbone de la Terre peuvent être soumises à des fluctuations naturelles. Lorsque nous étudions les changements qui se produisent actuellement dans le cycle du carbone, nous devrions essayer de prendre en compte le plus grand nombre possible d’entre eux afin de faire des prévisions futures. "

A propos de l'auteur

Rathi AkshatAkshat est titulaire d'un doctorat en chimie organique de l'Université d'Oxford ainsi que d'un baccalauréat en technologie en génie chimique de l'Institut de technologie chimique de Mumbai. Après avoir quitté le laboratoire, il s'est tourné vers le journalisme et a écrit pour The Economist, The Hindu et Ars Technica, entre autres.

Cet article a paru sur La Conversation

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