Les champignons, plus vieux qu'on ne le pensait

Publié par Isabelle le 27/01/2020 à 14:00
Source: Université Libre de Bruxelles (ULB)

Crédit: Bonneville et al. 2020
Une étude dirigée par Steeve Bonneville, enseignant-chercheur à l'Université libre de Bruxelles, repousse l'apparition des champignons sur Terre à, au moins, 715-810 millions d'années, soit 300 millions d'années plus tôt que ce qui était admis par la communauté scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes...) jusqu'à présent. Publiée dans Science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient pour vrai au...) Advances, les résultats de cette étude suggèrent également que les champignons auraient été des partenaires importants des premières plantes colonisant la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est...) terrestre.

L'origine et l'évolution du règne des Fungi – communément appelé champignons – sont encore très énigmatiques. Seules 2% des espèces actuelles de ce règne sont identifiées, tandis que leur nature délicate rend les fossiles extrêmement rares et très difficiles à distinguer des autres micro-organismes. Jusqu'à présent, le plus ancien fossile (Un fossile (dérivé du substantif du verbe latin fodere : fossile, littéralement « qui est fouillé ») est le reste (coquille, os, dent,...) avéré de champignon datait de 460 millions d'années.

Un groupe de chercheurs, dirigé par le Prof. Steeve Bonneville de l'Unité de Recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la...) de Biogéochimie et Modélisation du Système Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus...) (Faculté des Sciences) de l'Université libre de Bruxelles (L’Université libre de Bruxelles (ULB) est une université belge francophone.), a découvert un nouveau fossile de champignon – le plus vieux jamais identifié grâce sa composition moléculaire.

Publiée dans Science Advances, cette étude a été réalisée avec l'appui de plusieurs groupes de l'ULB (Centre for Microscopy and Molecular Imaging et 4MAT), en collaboration étroite avec le Prof. Liane Benning du German Research Centre for Geoscience (GFZ Potsdam) et le soutien d'autre institutions à l'étranger dont le synchrotron (Le terme synchrotron désigne un type de grand instrument destiné à l'accélération à haute énergie de particules élémentaires.) britannique (Diamond Light Source) et la Carnegie Institution for Science (Washington).

Découverts sous forme de mycélium (réseau de filaments interconnectés microscopiques), ces restes ont été découverts dans des roches dont l'âge est compris entre 715 et 810 millions d'années, une époque de l'histoire de la Terre (L'histoire de la Terre couvre approximativement 4,6 milliards d'années (4 567 000 000 années), depuis la formation de la Terre à partir de la nébuleuse solaire...) où la Vie (La vie est le nom donné :) à la surface des continents en était à ses balbutiements. Ces roches anciennes, provenant de la République Démocratique du Congo et faisant partie des collections de l'Africa Museum de Tervuren, se sont formées dans un environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend actuellement à prendre...) de lagune (La lagune est une étendue d'eau généralement peu profonde séparée de la mer par un cordon littoral (tombolo, lido...). Ce plan d'eau, en liaison permanente avec la mer, est plus ou moins saumâtre, suivant les apports du bassin...) ou de lac (En limnologie, un lac est une grande étendue d'eau située dans un continent où il suffit que la profondeur, la superficie, ou le volume soit...) côtier.

"La présence de Fungi dans cette zone de transition entre milieux aquatiques et terrestres à cette époque laisse penser que ces champignons microscopiques ont été des partenaires importants des premières plantes colonisant la surface terrestre, il y a environ 500 millions d'années", explique Steeve Bonneville, professeur à l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa...) libre de Bruxelles et coordinateur de l'étude.

Une approche moins invasive

Les découvertes précédentes de fossiles de champignons se basaient uniquement sur la morphologie de restes organiques extraits des roches par l'utilisation de composés acides corrosifs. "Cette approche détériore la chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d'investigations communs ou...) des fossiles organiques et limite leur analyse à la morphologie uniquement ce qui ne peut mener à de mauvaises interprétations, car certaines caractéristiques morphologiques sont communes à plusieurs branches des organismes vivants", explique Steeve Bonneville.

Pour cette étude, les auteurs ont donc privilégié l'utilisation croisée (Croisée peut désigner :) de plusieurs techniques d'analyse moléculaire à l'échelle microscopique: spectroscopies par rayonnement synchrotron (Synchrotrons, synchro-cyclotrons et cyclotrons réfèrent à différents types d'accélérateurs circulaires.) (XANES, µFTIR) et confocal µRaman, marquage par fluorescence (La fluorescence est une émission lumineuse provoquée par diverses formes d'excitation autres que la chaleur. (on parle parfois de « lumière froide »). Elle peut servir à caractériser un matériau.) (CLSM) et microscopie (La microscopie est l'observation d'un échantillon (placé dans une préparation microscopique plane de faible épaisseur) à travers le microscope. La microscopie permet de rendre visible des éléments invisibles à l'œil...) électronique (FIB-TEM-HAADF). Ces techniques permettent d'étudier la chimie des restes organiques in situ, sans aucun traitement. C'est ainsi que les chercheurs ont pu détecter des restes de chitine, un composé très résistant de la paroi des champignons et propre à ce groupe. Ils ont aussi démontré qu'il s'agissait bien d'un organisme eucaryote, dont les cellules possédaient un noyau. "C'est seulement par cette combinaison (Une combinaison peut être :) d'analyses, chimique et de micro-spectrométrie, que nous avons pu démontrer que les structures présentes dans les roches étaient bel (Nommé en l’honneur de l'inventeur Alexandre Graham Bell, le bel est unité de mesure logarithmique du rapport entre deux puissances, connue pour exprimer la puissance du son....) et bien des restes fongiques de +/- 800 millions d'années", insiste Liane Benning, de GFZ Potsdam.
"C'est une découverte importante qui nous invite à revoir la chronologie de l'évolution des organismes sur Terre" conclut Steeve Bonneville.

"La prochaine étape sera de chercher plus profondément dans le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.), dans des roches plus anciennes, la présence de ces micro-organismes qui sont véritablement aux origines du règne animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe, c’est-à-dire qu’il se nourrit de substances organiques. On réserve...)".



A: Image de microcopie à balayage d'une portion de mycélium fossilisée.
B: Marquage par fluorescence de la chitine dans une portion de mycélium fossilisé, réalisé par microcopie confocale à balayage laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique) amplifiée par émission stimulée. Le terme laser provient de l'acronyme anglo-américain...) (échelle = 10 µm)
Crédit: Bonneville et al. 2020: Molecular identification of fungi microfossils in a Neoproterozoic shale rock. Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.aax7599. This work is licensed under CC BY-NC http://advances.sciencemag.org/

Références:
Article Science Advances
S. Bonneville, F. Delpomdor, A. Préat, C. Chevalier, T. Araki, M. Kazemian Abyaneh, A. Steele, A. Schreiber, R. Wirth and L. G. Benning (2020) Molecular identification of fungi microfossils in a Neoproterozoic shale rock. Science Advances, 22 January 2020.
DOI: 10.1126/sciadv.aax7599 - https://advances.sciencemag.org/content/6/4/eaax7599

Contact:
- Steeve Bonneville - Unité de Recherche "Biogéochimie et Modélisation du Système Terre" (BGeoSys) - Faculté des Sciences, Université libre de Bruxelles.
steeve.bonneville at ulb.ac.be - http://biogeomod.ulb.be/steeve-bonneville/

- Service Communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter-...) Recherche: com.recherche at ulb.ac.be
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