Le « premier contact » qui a pu mener à la vie complexe sur Terre enfin observé par les scientifiques
‘First contact’ that may have led to complex life on Earth finally witnessed by scientists
Stromatolites might look like rocks. But they are living relics of ancient systems that thrived on Earth billions of years ago.
Les stromatolites peuvent ressembler à des roches. Mais ce sont des reliques vivantes de systèmes anciens qui prospéraient sur Terre il y a des milliards d’années.
On the shores of the west coast of Australia lies a window to our past: the stromatolites and microbial mats of Gathaagudu (Shark Bay).
Sur les rives de la côte ouest de l’Australie se trouve une fenêtre sur notre passé : les stromatolites et les tapis microbiens de Gathaagudu (Shark Bay).
To the untrained eye they look like a collection of rocks and slime – but they are in fact teeming with microbial life. And these stromatolites are living “relics” of ancient ecosystems that thrived on Earth billions of years ago.
À l’œil non averti, ils ressemblent à une collection de roches et de bave – mais ils regorgent en fait de vie microbienne. Et ces stromatolites sont des « reliques » vivantes d’écosystèmes anciens qui prospéraient sur Terre il y a des milliards d’années.
If you wade past, it feels like you’re walking back through time. In fact, the first bubbles of oxygen that filled the atmosphere on early Earth likely came from ancient stromatolites. You could say we owe our very existence to these piles of rocks.
Si vous marchez à travers, on a l’impression de remonter le temps. En fait, les premières bulles d’oxygène qui ont rempli l’atmosphère de la Terre primitive provenaient probablement d’anciens stromatolites. On pourrait dire que notre existence même leur est due, à ces amas de roches.
So, what other secrets of our past could these ecosystems tell us? Through decades of research, we know how early life has woven its path through these “living rocks”. But most recently our team embarked on the greatest genealogy search of them all: searching for our great microbial ancestors, the Asgard archaea.
Alors, quels autres secrets de notre passé ces écosystèmes pourraient-ils nous révéler? Au fil de décennies de recherche, nous savons comment la vie primitive a tracé son chemin à travers ces « roches vivantes ». Mais plus récemment, notre équipe s’est lancée dans la plus grande recherche généalogique de toutes : la recherche de nos grands ancêtres microbiens, les archées d’Asgard.
And in a new paper, published today in the journal Current Biology, we report how this search led to the discovery of a key clue that could help explain how complex life evolved on Earth.
Et dans un nouvel article, publié aujourd’hui dans la revue Current Biology, nous rapportons comment cette recherche a mené à la découverte d’un indice clé qui pourrait aider à expliquer comment la vie complexe a évolué sur Terre.
The cells that comprise complex life
Les cellules qui composent la vie complexe
Asgard archaea were originally named after Norse gods. This fascinating group of microbes sits on the cusp of one of the most significant events in the evolution of life: the origin of the complex cells that make up plants and animals, known as eukaryotes.
Les archées d’Asgard ont été nommées d’après des dieux nordiques. Ce groupe fascinant de microbes se trouve au seuil de l’un des événements les plus significatifs de l’évolution de la vie : l’origine des cellules complexes qui constituent les plantes et les animaux, connues sous le nom d’eucaryotes.
Evidence suggests Asgard archaea are the closest relatives of eukaryotes. And that on an early Earth it was the “marriage” of an ancient Asgard archaeon and a bacterium that led to the first eukaryotes.
Les preuves suggèrent que les archées d’Asgard sont les plus proches parents des eucaryotes. Et que sur une Terre primitive, c’est le « mariage » d’un archéon d’Asgard ancien et d’une bactérie qui a conduit aux premiers eucaryotes.
They formed an ancient partnership. They shared resources and physically interacted, leading to the first complex cells. Like a Romeo and Juliet tale of two distant families coming together, Asgard archaea and bacteria decided it was time to break from traditional family values.
Ils ont formé un partenariat ancien. Ils partageaient des ressources et interagissaient physiquement, menant aux premières cellules complexes. Comme un conte de Roméo et Juliette de deux familles éloignées qui se réunissent, les archées d’Asgard et les bactéries ont décidé qu’il était temps de rompre avec les valeurs familiales traditionnelles.
But we have never seen a model of how this may have occurred. Until now.
Mais nous n’avions jamais vu de modèle expliquant comment cela a pu se produire. Jusqu’à présent.
Holding up a mirror to the ancient past
Tenir un miroir devant l’ancien passé
Our team used the mats of Shark Bay as a “seed” to establish cultures of these ancient microbes. We are one of only four groups worldwide to achieve this, through years of research with a dedicated team of graduate students nurturing the Asgards like offspring.
Notre équipe a utilisé les tapis de Shark Bay comme « semence » pour établir des cultures de ces microbes anciens. Nous faisons partie des quatre seuls groupes au monde à y parvenir, grâce à des années de recherche avec une équipe dédiée d’étudiants diplômés qui ont élevé les Asgards comme des progénitures.
But the Asgards were not alone. We found them together with a sulphate-loving bacterium. Could this be a model of how complex life may have started on a primitive Earth?
Mais les Asgards n’étaient pas seuls. Nous les avons trouvés avec une bactérie aimant le sulfate. Pourrait-ce être un modèle de la manière dont la vie complexe a pu commencer sur une Terre primitive?
We began by sequencing the Asgards’ DNA to decipher exactly how these microbes tick at the genetic level. We also used artificial intelligence to model how proteins could have behaved in a world before eukaryotes. Evidence suggested these two microbes were sharing nutrients. In other words, they were cooperating.
Nous avons commencé par séquencer l’ADN des Asgards pour déchiffrer exactement comment ces microbes fonctionnaient au niveau génétique. Nous avons également utilisé l’intelligence artificielle pour modéliser le comportement des protéines dans un monde avant les eucaryotes. Les preuves suggéraient que ces deux microbes partageaient des nutriments. En d’autres termes, ils coopéraient.
But we wanted to delve deeper. What do our great microbial ancestors look like? Here we turned to electron cryotomography, a high-resolution imaging approach that allowed us to observe cells and structures at a nanometre scale.
Mais nous voulions aller plus loin. À quoi ressemblent nos grands ancêtres microbiens? Ici, nous nous sommes tournés vers la cryotomographie électronique, une approche d’imagerie à haute résolution qui nous a permis d’observer des cellules et des structures à l’échelle nanométrique.
And here we showed – for the first time – an Asgard archaeon and a bacterium directly interacting. Tiny nanotubes were connecting the two organisms – perhaps reflecting what their great-ancestors did on an early Earth that ultimately led to the explosion of complex life as we know it.
Et ici, nous avons montré – pour la première fois – un archéon Asgard et une bactérie interagissant directement. De minuscules nanotubes connectaient les deux organismes – reflétant peut-être ce que leurs grands ancêtres faisaient sur une Terre primitive, ce qui a finalement conduit à l’explosion de la vie complexe telle que nous la connaissons.
Weaving western science with Indigenous knowledge
Tisser la science occidentale et les connaissances autochtones
This was a major discovery – one that originated in Gathaagudu, a World Heritage Site with significant environmental and cultural values.
Il s’agissait d’une découverte majeure – une découverte qui provient de Gathaagudu, un site du patrimoine mondial aux valeurs environnementales et culturelles importantes.
Aboriginal people first inhabited Gathaagudu over 30,000 years ago. We wanted to recognise and celebrate the language of the Malgana people, one of the traditional language groups of Gathaagudu. We also wanted to connect western science with Indigenous Knowledge in a meaningful way.
Les peuples aborigènes ont habité Gathaagudu il y a plus de 30 000 ans. Nous voulions reconnaître et célébrer la langue du peuple Malgana, l’un des groupes linguistiques traditionnels de Gathaagudu. Nous voulions également relier la science occidentale aux connaissances autochtones d’une manière significative.
To this end and working closely with the world’s foremost Malgana language expert, Kymberley Oakley, and Aboriginal elders, a name was granted for our novel Asgard archaeon from the language of the Malgana people: Nerearchaeum marumarumayae. The species name – marumarumayae – is derived from the Aboriginal language of the Malgana people, meaning “ancient home”, a reference to stromatolites being of ancient origin in Earth’s history.
À cette fin et en travaillant étroitement avec le plus éminent expert de la langue Malgana au monde, Kymberley Oakley, et des anciens aborigènes, un nom a été donné à notre nouvel archéon d’Asgard issu de la langue du peuple Malgana : Nerearchaeum marumarumayae. Le nom de l’espèce – marumarumayae – est dérivé de la langue aborigène du peuple Malgana, signifiant « maison ancienne », une référence aux stromatolites qui sont d’origine ancienne dans l’histoire de la Terre.
Weaving Aboriginal language into the naming of our new microbe represents a fitting connection between unique Aboriginal culture in Australia and the ancient microbe discovered that calls the mats of Gathaagudu “home”.
Intégrer la langue aborigène dans le nom de notre nouveau microbe représente un lien approprié entre la culture aborigène unique d’Australie et le microbe ancien découvert qui appelle les tapis de Gathaagudu « la maison ».
Gathaagudu is under threat from global change, from increased heatwaves, cyclonic events and human activity. And among the values to preserve and conserve are the significant Aboriginal connections as well as the trails of life going back through evolutionary time.
Gathaagudu est menacé par le changement global, par l’augmentation des vagues de chaleur, des événements cycloniques et des activités humaines. Parmi les valeurs à préserver et à conserver figurent les liens aborigènes significatifs ainsi que les traces de vie remontant dans le temps évolutif.
With our study we have peered into our past. And maybe like the Montagues and Capulets of Shakespeare, we see distant families of microbes coming together to bridge the divide and ultimately form the early eukaryotes that eventually led to us: a fragile branch on the evolutionary tree of life.
Avec notre étude, nous avons jeté un regard sur notre passé. Et peut-être, comme les Montaigu et les Capulet de Shakespeare, voyons-nous des familles de microbes éloignées se réunir pour combler le fossé et finalement former les premiers eucaryotes qui ont finalement mené à notre existence : une branche fragile de l’arbre évolutif de la vie.
Brendan Paul Burns receives funding from the Australian Research Council.
Brendan Paul Burns reçoit un financement du Australian Research Council.
Kymberley Oakley does not work for, consult, own shares in or receive funding from any company or organisation that would benefit from this article, and has disclosed no relevant affiliations beyond their academic appointment.
Kymberley Oakley n’est ni employé, ni consultant, ni actionnaire, ni bénéficiaire de fonds de toute entreprise ou organisation qui tirerait profit de cet article, et n’a divulgué aucune affiliation pertinente au-delà de sa nomination universitaire.
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