Cyanobactéries: premiers transformateurs
2015/01/12 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
L'atmosphère qui entoure notre planète ne ressemble pas beaucoup à celle que j'avais initialement. La première atmosphère était similaire à celle de certaines des lunes de Jupiter, qui remplaçaient l'oxygène et l'azote par l'hydrogène, l'hélium, le dioxyde de carbone, le méthane, l'azote et l'azote. Par conséquent, il était très instable et totalement toxique pour la vie actuelle. Cependant, il y a environ 3,6 milliards d'années, les premières cyanobactéries ont émergé et ont transformé la planète, libérant l'oxygène dans l'atmosphère et changeant le monde.
Il reste encore des restes de ces premiers transformateurs, les stromatolites. Le paléontologue Xabier Murelaga Bereikua a expliqué que les cyanobactéries étaient les premières productrices d’oxygène : « Ce furent les premières expériences photosynthétiques. La photosynthèse extrait de l'hydrogène de l'eau et libère de l'oxygène dans l'atmosphère. Parallèlement, les particules carbonatées étaient consolidées, donnant lieu à une série de formations géologiques singulières, les stromatolites. Dans certains endroits, ces structures peuvent être vues aujourd’hui. »
Murelaga a souligné l'influence directe des cyanobactéries dans l'atmosphère actuelle et donc dans la vie: « Nous leur devons l’atmosphère aérobie que nous avons et la couche d’ozone qui nous protège des rayons ultraviolets. D’autre part, comme les cyanobactéries prolifèrent et s’enrichissent dans l’atmosphère oxygène, les êtres vivants anaérobies recoururent aux coins protégés, mais la plupart furent détruits ».
Murelaga rappelle que l'oxygène produit par les cyanobactéries a également eu des effets indirects, en prenant comme exemple les formations de fer bandées: « Cette atmosphère oxydante a provoqué la formation de roches formées par des couches de fer, les formations de fer bandées. En fait, à cette époque, l'activité volcanique était intense et les émissions de fer dans l'atmosphère étaient élevées. Dans un environnement sans oxygène, le fer est soluble dans l'eau, de sorte que les océans étaient très riches en fer. Mais quand l'atmosphère est devenue oxydante, il y a 2,4 milliards d'années, le fer dissous s'est oxydé et ces dépôts spéciaux ont été formés. Ce sont les plus grands gisements de fer au monde.»
Destructions massives
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Selon Murelaga, à ce jour, aucun autre phénomène ne s'est produit qui puisse être assimilé au changement provoqué par les cyanobactéries. Cependant, bien que n'étant pas de sa taille, il y a eu quelques étapes notables, comme les extinctions massives.
Les extinctions massives entraînent la disparition soudaine de nombreuses espèces. Ils ont eu lieu à des moments ponctuels de l'histoire géologique, de sorte qu'ils coïncident avec les principales limites de l'échelle géologique. Ainsi, selon la plupart des scientifiques, cinq destructions massives ont eu lieu au cours des 542 derniers millions d'années de la Terre: Dans le Haut Ordovicien, Haut Dévonien, Permé-Triasique, Muga Triasique/Jurassique et Crétacé Supérieur.
Le plus grand était celui de Perme-Triasique, qui a surtout affecté les invertébrés marins. Cependant, le plus connu est ce qui s'est passé pendant la transition Crétacé/Tertiaire, lorsque les dinosaures ont disparu avec de nombreux autres groupes d'animaux. Selon l'hypothèse générale, cette destruction a été largement provoquée par l'impact d'un grand astéroïde, mais on ne sait pas à quel point d'autres facteurs tels que le changement climatique et les éruptions volcaniques massives ont influencé.
Dans le reste des extinctions massives apparaissent également des facteurs tels que le changement du rayonnement solaire, l'investissement du champ magnétique terrestre, les supernovas, les changements dans la composition de l'atmosphère ou des océans, la montée ou la descente du niveau de la mer... Mais dans la plupart des cas, il n'y a pas de preuves claires.
Dans tous les cas, Murelaga avertit que, bien que les destructions massives ont conduit à de grands changements écologiques, ils n'ont pas transformé la planète elle-même. Et ainsi il l’a manifesté encore une fois: «Je pense que jusqu’à ce que nous soyons arrivés, il n’y a pas eu de changement équivalent à celui provoqué par les cyanobactéries.»
Cyanobactéries, aujourd'hui
Après avoir changé le monde, les cyanobactéries ont réussi à s'adapter aux conditions de tous les temps et sont restés jusqu'à nos jours. Ils habitent dans des eaux peu profondes, où la lumière du soleil arrive et un pH supérieur à 5. Comme les carbonates se précipitent, des stromatolithes se forment, autour desquels poussent d'autres bactéries. Ainsi, dans la partie inférieure des stromatolithes se forment des colonies de bactéries anaérobies, tandis que les cyanobactéries sont situées dans la partie supérieure.
Cet écosystème est très vulnérable et plusieurs chercheurs ont averti qu'il est menacé par le changement climatique. Par exemple, des chercheurs de l'Université d'Oregon ont démontré que l'eutrophisation des eaux influence directement l'équilibre des cyanobactéries.
Selon les chercheurs, Microcystis sp. les cyanobactéries ont augmenté trop en raison de l'eutrophisation. En fait, ces cyanobactéries sont typiques de flaques tempérées avec beaucoup de nutriments, et sont dans une certaine mesure toxiques. Quand ils grandissent trop, cependant, la toxicité augmente considérablement et éliminent d'autres cyanobactéries. Non seulement les cyanobactéries, mais ils rendent l'eau toxique pour d'autres espèces, y compris pour nous.
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