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Tout au long de sa vie, notre planète bleue a connu six extinctions de masse, permettant le renouvellement des espèces animales et végétales qui la peuplait. Pourtant, il est une extinction qui a, paradoxalement, permis à la vie telle que nous la connaissons d’émerger. Découverte de l’inconnue Grande Oxygénation.

Aujourd’hui, la cause de l’extinction des dinosaures n’est plus un secret pour personne. Et il est relativement facile de citer les causes générales des différentes extinctions de masse que la Terre ait connu : météorite, volcanisme, période glaciaire et (bientôt) pollution. Événement majeur de l’Histoire terrestre, la disparition des dinosaures il y a 65 millions d’années a permis la développement des mammifères, et de ce fait l’émergence de l’homme. Mais le tournant décisif de la vie sur Terre est bien plus ancien, et bien plus méconnu.

Une histoire terrienne parsemée d’extinctions

© DGS

Actuellement, cinq extinctions de masse sont recensées dans l’histoire de la Terre. Mais ces données pourraient prochainement changer. De nombreux scientifiques tirent en effet la sonnette d’alarme et craignent une sixième extinction proche due à l’expansion et aux activités humaines. Celle-ci entraînerait une refonte complète de la faune et de la flore terrienne. Une espèce ne peut en effet apparaître qu’aux dépends d’une autre. De manière plus générale, on considère comme extinction de masse « tout évènement relativement bref sur l’échelle des temps géologiques (ndlr: la plus longue d’entre elle ayant duré environ trois millions d’années) et ayant un impact catastrophique sur la biodiversité avec, en moyenne, une disparition de 75% des espèces animales et végétales terrestres et marines. »

Les extinctions massives enregistrées sur Terre ont toutes eu lieu dans un court laps de temps, depuis le Cambrien (période qui débute il y a 541 milliards d’années) à aujourd’hui. Mais l’Histoire de la Terre débute bien avant, au Précambrien. Bien moins connue, cette époque regroupe pourtant 88% de l’histoire de notre planète, de sa formation il y a 4.567 milliards d’années à l’apparition des premiers animaux à coquille, qui marque l’entrée dans le Cambrien.

Et le tournant décisif qui permit l’apparition de la vie telle que nous la connaissons eut lieu durant cette période. Du point de vue purement théorique, cet événement n’entre pas dans la définition factuelle d’extinction de masse du fait du très grand laps de temps nécessaire à sa mise en place. Mais la perte de 99% de la biodiversité de l’époque classe ce bouleversement comme la plus grande catastrophe de l’histoire de la vie sur Terre.

Du carbone à l’oxygène, l’histoire d’un massacre

Lorsque la vie apparait sur Terre il y a plus de 3,5 milliards d’années, l’atmosphère de la planète est alors bien différente de celle d’aujourd’hui. Composée majoritairement de dioxyde de carbone (CO2), elle ne permet le développement que des seuls anaérobies, des organismes se développant en l’absence d’oxygène. La vie se compose alors de bactéries unicellulaires sans noyaux. C’est le règne des procaryotes.

Les premiers organismes à acquérir la capacité de photosynthèse, à l’instar des plantes, sont les cyanobactéries. Ces micro-organismes captent le CO2 et le transforment grâce à l’énergie lumineuse en dioxygène (O2). Mais les molécules d’oxygène (O) présentent une grande aptitude à se lier avec d’autres atomes, et notamment le fer très présent dans les roches terrestres. L’oxygène, à peine produit par les cyanobactéries, se retrouve ainsi directement piégé dans la croûte terrestre. S’ensuit alors, pendant un milliard d’années, une compétition sans gagnant entre la production de dioxygène par les cyanobactéries et sa capture, ou sa destruction, par la Terre et les autres organismes.

Mais arrive le jour où tous les minéraux des sols de notre planète bleue sont oxydés et ne peuvent plus accueillir l’oxygène. Celui-ci, sans attache, se déverse alors petit à petit dans l’atmosphère. C’est la Grande Oxygénation qui débute il y a environ 2,4 milliards d’années.

L’effet boule de neige entre en marche

La présence en grande quantité du CO2 et du méthane dans l’air favorisait, par effet de serre, un climat chaud. La dispersion de l’oxygène dans cet environnement « casse » les molécules de méthane qui, en 100 000 ans à peine tendent à disparaître, et avec elles, l’effet de serre. Les anaérobies ne peuvent survivre à cette montée d’oxygène, et tous ceux qui sont inaptes à évoluer en ce sens disparaissent. Certains parviennent cependant à survivre dans les milieux anoxygéniques tels que les volcans sous-marins. C’est pour pourquoi on retrouve encore de tels organismes sur Terre.

La chute des températures, par l’absence d’effet de serre, entraîne quant à elle l’apparition d’une épaisse couche de glace qui demeure sur toute la surface de la planète pendant plusieurs centaines de millions d’années. Les organismes capables d’aérobie (se développant en présence d’oxygène) mais uniquement adaptés à la chaleur s’éteignent également. Au total, 99% de la biodiversité disparait suite à l’oxygénation de l’atmosphère terrestre.

La fonte des glaces, il y a 2,1 milliards d’années, provoque un lessivage des continents et déverse de nombreux éléments nutritifs dans les océans. Ceux-ci favorisent dès lors le développement des cyanobactéries photosynthétiques qui continuent à alimenter l’atmosphère en oxygène. La disponibilité en oxygène augmente les performances énergétiques des organismes, les rendant plus robustes et compétitifs dans leur milieu. L’évolution fait un bond en avant. La vie multicellulaire aérobie apparait de même que nos premiers ancêtres, les eucaryotes unicellulaires (organismes avec noyau). À partir de là, l’oxygène devient la garante principale de l’évolution, permettant à la vie évoluée de se développer sur Terre.

Un bouleversement dans la recherche de vie extraterrestre

La reconnaissance scientifique de la Grande Oxygénation, longtemps inconnue du milieu, permet de remettre beaucoup de conceptions biologiques en cause. Et notamment dans la recherche de vie extraterrestre. Jusqu’à présent, il existait cinq paramètres pour considérer une planète comme habitable : un sol rocheux, une température équilibrée, une gravité suffisante, la présence d’eau liquide et de marées, et une atmosphère pas trop chargée en CO2. La méconnaissance de la Grande Oxygénation a ainsi conduit la communauté scientifique à écarter de ses recherches les planètes comportant une atmosphère avec peu ou pas d’oxygène. Pourtant, comme nous le prouve l’histoire de la Terre, une vie anaérobie est tout à fait possible.

Si l’oxygène nous apparaît aujourd’hui comme l’une des conditions sine qua non de la vie, la Grande Oxygénation se pose en double preuve du contraire. D’un côté, elle démontre, par l’étape entre deux formes de vie qu’elle représente, que la vie peut parfaitement se développer sans oxygène. Et de l’autre, de par le massacre qu’elle a perpétré, que l’oxygène est autant celui qui donne la vie que celui qui la retire. Premier épisode de la série terrestre des extinctions de masse, la Grande Oxygénation tient, comme tous ses successeurs, de la « volonté de la Nature ». L’occasion de rappeler que la sixième de la liste, qui se profile de plus en plus, sera la première de l’histoire à porter le sceau d’une espèce spécifique, l’être humain. Et que nous serons la première création naturelle à détruire elle-même la force qui l’a mise au monde.

2 Replies to “Comment l’oxygène a tué la vie sur Terre”

    1. Merci, n’hésitez pas à nous dire si souhaitez voir apparaître d’autres sujets de ce genre !

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