Nouvelle étude : l'importance primordiale du fer pour la vie dans les anciens océans terrestres

ParisDes chercheurs de l'Université du Michigan, du California Institute of Technology et de l'Université de Californie à Los Angeles ont montré que le fer était le premier et unique métal de transition utilisé par les premières formes de vie dans les océans anciens de la Terre. L'étude révèle que la grande quantité de fer présente dans ces océans dépourvus d'oxygène empêchait les organismes primitifs d'utiliser d'autres métaux de transition.

Les océans durant l'Èon Archéen, qui s'étend de 4 milliards à 2,5 milliards d'années avant notre ère, contenaient beaucoup de fer sous forme Fe(II), soluble dans l'eau. Cependant, il y a environ 2,5 milliards d'années, un événement majeur appelé la Grande Oxydation a eu lieu. Cet événement a introduit la photosynthèse produisant de l'oxygène, modifiant la chimie des océans et transformant le Fe(II) en Fe(III). En conséquence, le fer est devenu insoluble et moins disponible pour les organismes vivants.

Les principaux aspects de cette recherche sont les suivants :

• Le fer était le métal le plus abondant et accessible dans les océans de la Terre primitive.
• L'événement de grande oxygénation a réduit la disponibilité du fer et augmenté celle d'autres métaux.
• La vie dépendait presque exclusivement du fer pour ses fonctions biologiques initiales.
• Après l'oxydation, la vie s'est adaptée à utiliser d'autres métaux pour diverses fonctions.

Cette recherche indique que les molécules de la vie primitive avaient peu de choix et utilisaient souvent le fer pour des rôles que des métaux comme le zinc, le nickel et le manganèse remplissent aujourd'hui. Par exemple, alors que les enzymes modernes utilisent principalement le zinc, les données montrent que les enzymes anciennes pouvaient employer le fer de manière tout aussi efficace. Le fer était probablement crucial durant l'Éon Archéen car il était à la fois abondant et polyvalent.

Les chercheurs ont examiné des roches et des données chimiques pour estimer la quantité de métaux dans les océans primitifs. Cela démontre que les êtres vivants peuvent s'adapter à leur environnement et suggère que l'utilisation de métaux variés au lieu du fer seul a permis à la vie d'évoluer de différentes manières.

Les propriétés uniques du fer auraient pu accélérer l'évolution précoce. Des chercheurs ont découvert que le fer jouait de nombreux rôles dans les processus biologiques, ce qui aurait pu les rendre plus rapides. Cela pourrait expliquer la transition rapide des microbes simples vers des formes de vie plus complexes après le Grand Événement d'Oxygénation.

L'étude évoque également l'idée que la vie peut modifier et adapter sa chimie. Les enzymes utilisant aujourd'hui des métaux autres que le fer pourraient avoir acquis cette capacité parce que la vie a dû s'adapter à une disponibilité réduite du fer. À mesure que le fer devenait rare, les organismes ont commencé à utiliser d'autres métaux, ce qui a conduit à de nouvelles façons de produire de l'énergie et à une plus grande diversité de formes de vie.

Cette étude modifie notre compréhension des besoins en métaux des premières formes de vie et démontre la capacité remarquable des systèmes biologiques à s’adapter aux changements chimiques de leur environnement. Elle éclaire la manière dont ces premières formes de vie ont su gérer leurs environnements riches en métaux, contribuant à la diversité biologique actuelle.