dans Tous les êtres vivants sont constitués de cellules vivantes. Bien qu’il soit difficile de déterminer exactement quand les premières cellules sont apparues, les géologues suggèrent que cela s’est produit il y a au moins 3,8 milliards d’années. Mais combien de vie a habité cette planète depuis l’apparition de la première cellule sur Terre ? Quelle quantité de vie y aura-t-il sur Terre ?
Dans une nouvelle recherche publiée dans la revue Current Biology, Peter Crockford et ses collègues du Weizmann Institute of Science et du Smith College ont étudié ces questions.
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Le carbone sur Terre
Environ 200 milliards de tonnes de carbone sont absorbées chaque année par la production dite primaire. Au cours de la production primaire, le carbone inorganique, comme le dioxyde de carbone présent dans l’atmosphère et le bicarbonate présent dans l’océan, est utilisé pour produire de l’énergie et construire les molécules organiques dont la vie a besoin.
Aujourd’hui, la contribution la plus importante à cet effort est le processus de photosynthèse, dans lequel la lumière du soleil et l’eau sont les principaux composants. Cependant, décrypter les taux de production primaire passés est une tâche difficile. Au lieu d'une machine à voyager dans le temps, des scientifiques comme Crockford s'appuient sur des preuves laissées dans d'anciennes roches sédimentaires pour démêler l'histoire de la planète.
Dans le cas de la production primaire, la composition isotopique de l'oxygène sulfurique dans les anciens gisements de sel permet de réaliser de telles estimations.
Dans l’étude, les scientifiques ont combiné toutes les estimations précédentes de la production primaire ancienne.
Le résultat de ce débit est que les scientifiques ont pu estimer que 100 quintillions (ou 100 milliards) de tonnes de carbone ont été produites primairement depuis le début de la vie.
100 quintillions de tonnes de carbone équivalent à environ 100 fois la quantité de carbone sur Terre, un exploit impressionnant pour les producteurs primaires de la Terre.
Combien de vie a jamais existé sur Terre ?
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Production primaire
Aujourd’hui, la production primaire est principalement réalisée par des plantes terrestres et des micro-organismes marins comme les algues et les cyanobactéries. Dans le passé, la proportion de ces acteurs clés était très différente. Dans le cas des débuts de l'histoire de la Terre, la production primaire était principalement réalisée par un groupe d'organismes complètement différent qui ne dépendaient pas de la photosynthèse oxygénée pour survivre.
La combinaison de différentes techniques permet de mieux comprendre à quel moment les différents producteurs primaires étaient les plus actifs dans le passé de la Terre. Des exemples de ces techniques incluent l’identification des forêts les plus anciennes ou l’utilisation de fossiles moléculaires appelés biomarqueurs.
Dans l'étude, les scientifiques ont utilisé ces informations pour rechercher quels organismes ont le plus contribué à la production primaire historique de la Terre. Les experts ont constaté que, malgré leur arrivée tardive sur les lieux, ce sont probablement les plantes sauvages qui y ont le plus contribué. Cependant, il est très probable que les cyanobactéries y aient également contribué de manière significative.
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Vie commune
Lorsque les scientifiques ont déterminé l’ampleur de la production primaire et les organismes qui en étaient responsables, ils ont pu estimer quels organismes vivaient sur Terre.
Aujourd’hui, une estimation approximative du nombre de personnes peut être faite sur la base de la quantité de nourriture consommée. De même, les experts ont calibré le rapport entre la production primaire et le nombre de cellules présentes dans l’environnement moderne.
Malgré une grande variation du nombre de cellules au sein d’un organisme et des différentes tailles de cellules, ces complications deviennent secondaires lorsque les microbes unicellulaires dominent les populations cellulaires mondiales. Après tout, les scientifiques ont calculé qu’il existe aujourd’hui environ 1 030 (dix millions) cellules.
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Combien de temps lui reste-t-il sur Terre ?
À l'exception de la possibilité de déplacer la Terre sur l'orbite d'une étoile plus jeune, la vie de la biosphère terrestre est limitée. Cette douloureuse vérité est une conséquence du cycle de vie de nos étoiles. Depuis sa naissance, le Soleil est devenu lentement plus brillant au cours des quatre milliards et demi d’années à mesure que l’hydrogène contenu dans son noyau se transformait en hélium.
Dans un avenir lointain, dans environ deux milliards d’années, toutes les garanties biogéochimiques qui rendent la Terre habitable seront épuisées. Premièrement, les plantes terrestres mourront, puis finalement les océans « bouilliront » et la Terre redeviendra la planète rocheuse et sans vie qu’elle était au début.
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Mais d’ici là, combien de temps lui reste-t-il sur Terre ?
En projetant les niveaux actuels de productivité primaire dans le futur, les scientifiques estiment qu’environ 1 040 cellules peupleront la Terre.
Source : iStockPhoto
La Terre, planète extrasolaire
Il y a quelques décennies à peine, les exoplanètes (planètes en orbite autour d’autres étoiles) n’étaient qu’une hypothèse. « Nous sommes désormais capables non seulement de les découvrir, mais aussi de décrire de nombreux aspects de milliers de mondes lointains autour d'étoiles lointaines », explique Peter Crockford.
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Mais comment la Terre se compare-t-elle à ces objets ?
Dans la nouvelle étude, les scientifiques ont adopté une vision globale de la vie sur Terre et ont présenté la Terre comme une référence de comparaison avec d’autres planètes.
Cependant, ce qu'ils trouvent vraiment intéressant, c'est ce qui aurait pu se produire dans le passé de la Terre pour produire un chemin radicalement différent, et donc une quantité de vie radicalement différente, qui a pu habiter sur Terre. Par exemple, que se passerait-il si la photosynthèse ne se produisait jamais ou si l’endosymbiose ne se produisait jamais ?
Les réponses à ces questions seront au cœur des travaux du laboratoire de l'Université Carleton au cours des prochaines années.
