Une nouvelle théorie suggère que les microbes et les minéraux des océans pourraient contenir de l’oxygène terrestre

La plupart de la vie sur Terre peut être divisée en consommateurs d’oxygène et en producteurs d’oxygène.

Cet équilibre délicat entre donneurs et receveurs maintient la concentration d’oxygène dans l’atmosphère de notre planète à environ 21 %. Cependant, ce n’était pas toujours le cas.

Au cours des premiers milliards d’existence de la Terre, l’oxygène était relativement rare. Puis, apparemment sorti de nulle part, le gaz diatomique a soudainement augmenté.

Plus d’oxygène a été donné qu’il n’en a été pris, mais comment et pourquoi cela s’est-il produit ?

Les scientifiques réfléchissent à ces mystères depuis des années maintenant, et les chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont une nouvelle hypothèse. Certains microbes ont peut-être parcouru la ligne entre les producteurs et les consommateurs d’oxygène.

Les microbes des profondeurs océaniques sont connus pour utiliser l’oxygène pour décomposer la matière organique. Mais que se passe-t-il si un autre microbe prend une bouchée de l’oxygène de l’océan avant que d’autres consommateurs ne puissent l’atteindre ?

En théorie, si le microbe n’était que de la matière organique partiellement oxydée, il y a de fortes chances que les restes de nourriture se lient chimiquement aux minéraux des sédiments océaniques.

Cet enfouissement à l’oxygène empêchera la matière organique d’être complètement oxydée car elle est décomposée par les microbes les plus néfastes. Ainsi, l’oxygène aura une chance de s’accumuler dans l’eau avant de pouvoir s’écouler dans l’atmosphère. Ensuite, l’océan peut l’absorber à nouveau, créant une boucle de rétroaction.

« Cela nous a amenés à nous demander s’il existe un métabolisme bactérien qui produit du POOM (matière organique partiellement oxydée) ? » rappelles toi Géologue Grégory Fourier.

Il s’avère qu’il y en avait. En cherchant dans la littérature scientifique, Fourier et ses collègues – Haitao Zhang et Daniel Rothman – ont atterri sur un groupe bactérien connu sous le nom de SAR202.

Ce groupe moderne de bactéries peut oxyder partiellement la matière organique dans l’océan profond aujourd’hui. Cela peut être fait par une enzyme connue sous le nom de monooxygénase de Baeyer-Villiger, ou BVMO.

Lors du traçage de la lignée génétique de cette enzyme, les auteurs ont découvert qu’elle est présente parmi les microbes qui ont évolué avant l’événement d’oxydation majeur.

De plus, les mutations de l’oxygène de la Terre primitive semblent coïncider avec l’expansion de ce gène. En d’autres termes, en raison de la prévalence de la capacité d’oxyder partiellement la matière organique parmi les microbes, il y a également eu une augmentation des niveaux d’oxygène dans l’atmosphère.

Le moment peut être fortuit ou indiquer que des microbes porteurs de ces gènes ont contribué à déclencher le grand événement d’oxydation.

Au fur et à mesure que l’oxygène devenait plus disponible dans l’environnement, il soutenait probablement une diversification métabolique oxydative similaire chez d’autres microbes.

« Cela peut sembler contre-intuitif : les processus métaboliques oxydatifs, après tout, consomment de l’O2 », expliquent les auteurs. Écrire.

« Il existe cependant une rétroaction positive potentielle qui réside dans l’interaction des produits métaboliques oxydés avec les minéraux dans les environnements sédimentaires. »

La matière organique partiellement oxydée se lie plus étroitement aux surfaces minérales des sédiments océaniques. Cela signifie que les enzymes microbiennes n’y ont pas facilement accès.

Ainsi, l’oxygène enfoui peut persister sur de grandes échelles de temps géologiques, conduisant finalement à une accumulation d’oxygène dans les océans et l’atmosphère de la Terre.

À un moment donné, cette boucle de rétroaction positive aurait pu équilibrer 21 % de l’oxygène dans l’atmosphère, peut-être lorsque suffisamment de formes de vie ont évolué pour commencer à consommer l’élément.

L’échelle a été réglée entre consommateurs et producteurs d’oxygène depuis lors.

autre étude récente Prend en charge cette hypothèse, suggérant que l’enfouissement de la matière organique dans un environnement à faible teneur en oxygène a joué un rôle plus important dans le grand événement d’oxygénation sur Terre que nous ne le pensions.

Au lieu de Les bactéries de la photosynthèse fournissent de l’oxygène à l’atmosphère puis à l’océanEt si les minéraux de l’océan oxygénaient l’atmosphère ?

Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour étoffer ces idées, mais jusqu’à présent, elles semblent être des explications possibles.

« Proposer une nouvelle méthode, et montrer la preuve de sa crédibilité, est la première mais importante étape », Dit Fournier. « Nous avons identifié cela comme une théorie qui mérite d’être étudiée. »

L’étude a été publiée dans Communication Nature.