Premières formes de vie

Le récit

Comment on cherche la vie la plus ancienne

Imagine que tu cherches l’empreinte d’un animal qui a marché dans la boue il y a des milliards d’années. La boue est devenue de la roche, la roche a été écrasée, chauffée, plissée et usée. C’est ce qu’affrontent les scientifiques quand ils cherchent les premières formes de vie. Ces premiers êtres vivants étaient des cellules très simples et minuscules, sans squelette ni coquille, et ils ne laissaient pas de fossiles évidents. C’est pour cela que le sujet est plein de preuves discutées, et que les spécialistes ne sont souvent pas d’accord.

Une chose est pourtant claire : la vie est apparue très tôt, et pendant près de trois milliards d’années, depuis ses débuts jusqu’à il y a environ 600 millions d’années, presque tous les êtres vivants ont été microscopiques. Les animaux, les plantes et les champignons sont arrivés très, très tard.

Les roches du Pilbara

L’une des preuves considérées aujourd’hui comme les plus solides vient d’Australie-Occidentale, dans la région du Pilbara, à un endroit appelé Strelley Pool (des structures semblables, d’environ 3,48 milliards d’années, se trouvent aussi à North Pole, toujours dans le Pilbara). À Strelley Pool, dans des roches d’environ 3,43 à 3,45 milliards d’années, on trouve des stromatolithes, c’est-à-dire des structures en couches, parfois en forme de dôme ou de cône. Les stromatolithes sont construits par des colonies de microbes qui forment des tapis sur les rivages : les microbes piègent des grains de sédiment ou produisent des minéraux, et couche après couche la colonie grandit. Ce sont comme de petits récifs faits par des êtres vivants.

Comment sait-on que ceux de Strelley Pool ont été faits par des êtres vivants et non par de simples forces chimiques ? En 2006, la géologue Abigail Allwood et ses collègues ont étudié la forme des structures, leur position le long d’une ancienne côte et la composition des roches, et ils ont conclu que l’origine biologique était la meilleure explication. Il existe aujourd’hui encore des stromatolithes vivants, par exemple dans la baie Shark, toujours en Australie-Occidentale, et ils permettent de comparer.

Les preuves les plus anciennes et les plus discutées

Encore plus loin dans le temps, il y a des indices qui divisent les scientifiques. Au Groenland, dans la région d’Isua, en 2016, une équipe dirigée par Allen Nutman a décrit des structures en cône dans des roches d’environ 3,7 milliards d’années, qu’elle a interprétées comme des stromatolithes. D’autres chercheurs, quelques années plus tard, ont soutenu qu’elles pouvaient avoir été formées par la déformation des roches. Le débat n’est pas clos.

D’autres indices sont chimiques. Les microbes, quand ils utilisent le carbone, préfèrent le plus léger, et ils laissent une signature dans les roches. Des roches d’Isua d’environ 3,8 milliards d’années ont cette signature, mais elle peut elle aussi avoir des causes non biologiques. En 2015, on a annoncé un grain de graphite dans un zircon de 4,1 milliards d’années, avec la même signature. Ce sont des traces évocatrices, mais personne ne les considère comme une preuve définitive.

En 2024, une équipe de chercheurs a essayé de reconstituer le dernier ancêtre commun de tous les êtres vivants, appelé LUCA, en comparant les gènes d’aujourd’hui. Selon leur estimation, il aurait vécu il y a environ 4,2 milliards d’années et avait déjà un système complexe. Le résultat repose sur des calculs et sur la façon d’estimer la vitesse à laquelle les gènes changent, et il n’est pas accepté par tout le monde.

Comment ça a commencé ?

Sur cette question, la science en sait aujourd’hui moins. Nous ne savons pas comment la matière non vivante est devenue vivante. En 1953, le chimiste américain Stanley Miller, dans le laboratoire de son professeur Harold Urey, a fait une expérience célèbre : dans un récipient en verre, il a mis de l’eau et des gaz, semblables selon lui à ceux de l’atmosphère primitive, et il les a traversés de décharges électriques, semblables à des éclairs. Après quelques jours, il s’était formé des acides aminés, les briques des protéines. Aujourd’hui, on pense que l’atmosphère était différente, mais l’expérience a montré que les briques de la vie peuvent se former par des processus simples.

Aujourd’hui, plusieurs hypothèses sont à l’étude : les sources chaudes au fond de la mer, les mares d’eau chaude sur la terre ferme, un monde de molécules d’ARN capables de se copier, les matériaux apportés par des météorites. La vérité sera probablement une combinaison. En attendant, on peut dire que la vie n’a pas attendu longtemps : dès que la Terre s’est refroidie et s’est couverte d’océans, et peut-être même avant, les premiers microbes sont apparus.