Les paléontologues utilisent des traces chimiques dans des roches anciennes et la génétique d'animaux vivants pour avoir un aperçu de la vie il y a plus d'un milliard d'années. Une recherche publiée le 1er décembre dans Nature Communications combine la géologie et la génétique pour montrer comment les changements survenus au début de la Terre ont entraîné des changements dans la façon dont les animaux se nourrissent.
Les paléontologues dirigés par David Gold révèlent l'évolution des premiers temps de la vie grâce à des traces chimiques dans des roches anciennes et à des études génétiques. Ils ont découvert que les changements dans les lipides stérols dans les roches coïncidaient avec des changements majeurs dans l’alimentation des animaux et avec la montée des algues, mettant ainsi en lumière la vie il y a plus d’un milliard d’années.
David Gold, professeur agrégé au Département des sciences de la Terre et des planètes de l'Université de Californie à Davis, mène des recherches dans le nouveau domaine de la paléontologie moléculaire, utilisant des outils issus de la géologie et de la biologie pour étudier l'évolution de la vie. Grâce aux nouvelles technologies, il pourrait être possible de récupérer des traces chimiques de vie dans des roches anciennes où les fossiles d'animaux sont rares.
Les lipides peuvent rester dans les roches pendant des centaines de millions d'années. Dans des roches datant de 1,6 milliard d’années, les biologistes ont trouvé des traces de lipides stérols provenant des membranes cellulaires. Actuellement, la plupart des animaux utilisent du cholestérol, un stérol contenant 27 atomes de carbone (C27), dans leurs membranes cellulaires. En revanche, les champignons utilisent généralement des stérols C28, tandis que les plantes et les algues vertes produisent des stérols C29. Les stérols C28 et C29 sont également appelés stérols végétaux.
Les archéologues ont découvert le stérol C27 dans des roches datant de 850 millions d'années, tandis que des traces de C28 et C29 sont apparues environ 200 millions d'années plus tard. On pense que cela reflète la diversité accrue de la vie à cette époque et l’évolution des premiers champignons et algues vertes.
En l’absence de véritables fossiles, il est difficile de dire de quel animal ou de quelle plante proviennent ces stérols. Cependant, une analyse génétique réalisée par Gold et ses collègues a révélé certains problèmes.
La plupart des animaux ne peuvent pas fabriquer leurs propres stérols végétaux, mais ils peuvent les obtenir en mangeant des plantes ou des champignons. Récemment, des chercheurs ont découvert que les annélides (arthropodes, y compris les vers de terre communs) possèdent un gène appelé smt, nécessaire à la fabrication de stérols à longue chaîne. En étudiant les gènes SMT de différents animaux, Gold et ses collègues ont créé un arbre généalogique SMT d’abord chez les Cyclotes, puis tout au long de la vie animale.
Ils ont découvert que le gène était apparu au cours de la première évolution animale et avait ensuite subi des changements rapides au cours de la même période où les stérols végétaux sont apparus dans les archives rocheuses. Par la suite, la plupart des lignées germinales animales ont perdu le gène smt.
"Notre interprétation est que ces molécules fossilisées de phytostérol enregistrent la montée des algues dans les océans anciens et que les animaux ont abandonné la production de phytostérols lorsqu'ils sont devenus facilement disponibles à partir de cette source de nourriture de plus en plus abondante", a déclaré Gold. "Si nous avons raison, alors l'histoire du gène smt enregistre les changements dans les stratégies alimentaires au début de l'évolution animale."
Références T.Brunoir, C.Mulligan, A.Sistiaga, K.M.Vuu, P.M.Shih, S.S.O'Reilly, R.E.Summons et D.A.Gold ont publié un article dans « Nature-Communications » le 31 novembre 2023 : « Une origine commune de la biosynthèse des stérols indique un changement dans les stratégies alimentaires chez les animaux néogènes. »
DOI:10.1038/s41467-023-43545-z
Source compilée : ScitechDaily