Les paléontologues ont identifié un nouveau genre et une nouvelle espèce d’algue appelée Protocodium sinense qui est antérieure à l’origine des plantes terrestres et des animaux modernes et fournit un nouvel aperçu de la diversification précoce du règne végétal.
Découvert sur un site en Chine, ce fossile vieux de 541 millions d’années est la première et la plus ancienne algue verte de cette époque à être préservée en trois dimensions, permettant aux chercheurs d’étudier sa structure interne et d’identifier le nouveau spécimen avec une précision sans précédent. L’étude est publiée aujourd’hui dans BMC Biology, ouvrant une fenêtre sur un monde d’énigmes évolutives que les scientifiques commencent tout juste à résoudre.
Protocodium appartient à une lignée connue d’algues vertes et possède une architecture étonnamment moderne, montrant que ces algues étaient déjà bien diversifiées avant la fin de la période édiacarienne.
Sa découverte touche à l’origine de l’ensemble du règne végétal et donne un nom familier aux organismes qui ont précédé l’explosion cambrienne il y a plus d’un demi-milliard d’années, lorsque les premiers écosystèmes modernes du monde ont émergé. »
Cédric Aria (stagiaire postdoctoral au Département d’écologie et de biologie évolutive de la Faculté des arts et des sciences de l’Université de Toronto et basé au Musée royal de l’Ontario)
Fin de la période édiacarienne
Les fossiles de Protocodium nouvellement découverts ont été découverts par une équipe dirigée par Hong Hua, professeur de géologie, et comprenant Shu Chai, chercheur postdoctoral, tous deux de la Northwest University, Xi’an, Chine. Il fait partie du biote de Gaojiashan, le nom donné à un groupe important de fossiles exceptionnellement bien conservés, dans la formation Dengying dans la province méridionale du Shaanxi. Au cours des 20 dernières années, cette formation géologique a livré d’importantes espèces fossiles documentant la fin de la période édiacarienne il y a 541 millions d’années.
Les organismes et leurs parties qui n’absorbent pas de minéraux à l’origine, contrairement aux coquillages ou aux os, nécessitent des conditions exceptionnelles pour être préservés. Dans ce cas, les fossiles entiers et leurs fins détails cellulaires ont été préservés en trois dimensions grâce au remplacement de la matière organique d’origine par du phosphate. Ce mode de conservation a permis aux chercheurs d’utiliser diverses techniques de microscopie électronique et à rayons X pour trancher virtuellement le fossile, dévoiler sa structure interne avec précision et finalement l’identifier comme un proche parent de l’algue Codium moderne, un type d’algue.
Structure semblable aux algues unicellulaires modernes
Les fossiles de Protocodium sont de petites sphères d’un demi-millimètre de large, comme de gros grains de pollen, recouvertes d’une multitude de dômes plus petits. Grâce à l’examen 3D, les chercheurs ont déterminé que la surface en forme de dôme faisait partie d’une cellule unique complexe contenant de minces brins appelés siphons. Cette morphologie est typique de certaines algues unicellulaires modernes qui contiennent de nombreux noyaux.
La découverte de Protocodium appellerait à la prudence lors de l’identification de fossiles sphériques génériques d’Ediacaran, et pourrait impliquer que des organismes comme Codium sont en fait beaucoup plus anciens et répandus. Les célèbres embryons fossiles de Doushantuo, également originaires de Chine et conservés en 3D, ont été au cœur de débats sur l’origine profonde de certains groupes d’animaux. Des stades spécifiques de certains de ces embryons ressemblant à des animaux ressemblent au Protocodium unicellulaire à l’extérieur, mais le découpage en 3D révèle comment ils sont composés de nombreuses cellules. D’autre part, de nombreux fossiles ronds 2D d’algues incertaines ou d’autres affinités sont également connus de l’Édiacarien et des périodes plus anciennes, mais de manière moins détaillée.
Des fossiles d’un milliard d’années
Nous savons que les fossiles ressemblant à des algues ont au moins un milliard d’années
Shun Chai (Auteur de l’étude)
« Mais jusqu’à présent, la préservation bidimensionnelle plate et granuleuse a rendu difficile la reconnaissance de structures morphologiques autres que générales. »
Les algues vertes sont des organismes photosynthétiques, ce qui signifie qu’elles convertissent la lumière et le dioxyde de carbone en sucres et en oxygène. Ils étaient donc probablement des fondements importants des premiers écosystèmes de la Terre, et l’étude suggère que les algues vertes étaient déjà établies dans les eaux peu profondes du monde en tant que recycleurs de dioxyde de carbone et producteurs d’oxygène avant l’explosion cambrienne.
Doigt de l’homme mort
En dehors de sa petite taille, le Protocodium semble étonnamment identique au Codium moderne, un type d’algue verte que l’on trouve dans de nombreuses mers du monde. Certains types de cette algue sont notoirement envahissants, comme la sous-espèce fragile Codium tomentosoides, surnommée « doigts de l’homme mort » pour son apparence, et qui se propage avec les coquillages d’élevage commercial. D’un point de vue évolutif, les algues vertes comme l’ancien Protocodium et les plantes terrestres partagent un ancêtre commun que l’on pensait être âgé d’environ un milliard à un milliard et demi d’années, mais maintenant probablement plus ancien – l’attribution de Protocodium si proche d’un groupe moderne repousse dans le temps l’histoire de tout le règne végétal.
Il est très révélateur qu’un tel organisme soit resté pratiquement inchangé pendant au moins 540 millions d’années
Cédric Aria« Par l’Édiacarien, l’évolution l’avait poussé vers une zone adaptative stable, il y est adapté depuis, et plus que cela, plutôt réussi. À tel point, en fait, qu’aujourd’hui Codium profite du commerce mondial pour facilement supplanter les autres espèces d’algues. . »
