Une étude dirigée par McGill répond à un grand mystère : à quand remonte la survie des animaux à la période glaciaire?

Nouvelles

De nouvelles données précisent notre compréhension de l’évolution et du changement climatique extrême
Publié: 2déc2019
Maxwell Lechte examines rock formations in the Flinders Ranges (South Australia). Photo credit: Brennan O’Connell // Maxwell Lechte examine les formations rocheuses dans le parc national des Flinders Ranges (Australie-Méridionale). Photo : Brennan O’Connell
Maxwell Lechte samples iron-rich rocks within glacial deposits to try to understand the oxygen concentrations during Snowball Earth (Death Valley, California). Photo credit: Malcolm Wallace // Maxwell Lechte fait l’échantillonnage de roches riches en fer logées dans des dépôts glaciaires afin de comprendre le taux de concentration en oxygène durant les épisodes dits de « Terre boule de neige » (vallée de la Mort, Californie). Photo : Malcolm Wallace
Researchers Ganqing Jiang, Malcolm Wallace and Alice Shuster head off into the desert in search of iron formations (Death Valley, California). Photo credit: Maxwell Lechte // Les chercheurs Ganqing Jiang, Malcolm Wallace et Alice Shuster parcourent le désert afin d’étudier des formations de fer (vallée de la Mort, Californie). Photo : Maxwell Lechte
Layers of glacial deposits, Death Valley (California). Photo credit: Maxwell Lechte // Couches de dépôts glaciaires (vallée de la Mort, Californie). Photo : Maxwell Lechte

Comment la vie a-t-elle survécu à la plus intense période glaciaire? Une équipe de chercheurs dirigée par l’Université McGill a trouvé la première preuve directe que l’eau de fonte glaciaire aurait sauvé la vie des eucaryotes au moment de la Terre boule de neige, lorsque les océans étaient privés de l’oxygène essentiel à la vie, et a ainsi répondu à une question qui embête les scientifiques depuis des années.

Dans une nouvelle étude publiée dans Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, les chercheurs ont examiné les roches riches en fer provenant de dépôts glaciaires en Australie, en Namibie et en Californie pour connaître les conditions environnementales à la période glaciaire. À l’aide de cartes géologiques et d’indices fournis par les locaux, ils ont parcouru des sentiers ardus pour se rendre à des affleurements rocheux où trouver les formations rocheuses en question.

En étudiant la chimie des formations de fer dans les roches, les chercheurs ont pu estimer la quantité d’oxygène dans les océans il y a environ 700 millions d’années et ainsi mieux comprendre les effets qu’aurait eus cette concentration sur tous les organismes marins dépendants de l’oxygène, notamment les animaux primitifs comme les spongiaires.

« Les résultats laissent croire que même si une grande partie des océans étaient inhabitables pendant ce gel extrême en raison du manque d’oxygène, dans les zones où l’inlandsis posé commence à flotter, il y avait un approvisionnement vital en eau de fonte glaciaire oxygénée. Ce phénomène s’explique par ce qu’on appelle une “pompe à oxygène glaciaire” : les bulles d’air emprisonnées dans la glace de glacier s’échappent dans l’eau à la fonte, l’enrichissant du coup en oxygène », explique Maxwell Lechte, chercheur postdoctoral au Département des sciences de la Terre et des planètes de l’Université McGill, sous la supervision de Galen Halverson.

Il y a environ 700 millions d’années, la Terre a connu la plus grande période glaciaire de son histoire, qui a mis en péril pratiquement toute la vie sur la planète. Dans les recherches passées, on faisait l’hypothèse que les organismes vivants dépendants de l’oxygène n’auraient eu accès qu’aux mares de fonte à la surface des glaces, mais cette nouvelle étude pointe vers l’existence d’environnements marins oxygénés.

« L’arrivée du gel planétaire avant l’évolution des animaux complexes laisse croire à un lien entre la Terre boule de neige et l’évolution animale. Ces conditions difficiles auraient pu stimuler leur diversification en des formes plus complexes », affirme Maxwell Lechte, aussi auteur principal de l’étude.

Maxwell Lechte souligne que si les résultats se limitent à la disponibilité de l’oxygène, les eucaryotes primitifs auraient tout de même eu besoin de nourriture pour survivre dans les conditions glaciaires. Il faudra donc étudier ces environnements davantage pour comprendre comment ces organismes auraient pu maintenir un réseau alimentaire. Comme point de départ, on pourrait examiner les environnements glaciaires modernes qui abritent actuellement des écosystèmes complexes.

« Cette étude résout d’un coup deux mystères sur le phénomène de Terre boule de neige. D’une part, elle montre comment les animaux primitifs auraient pu survivre à la glaciation mondiale, et d’autre part, elle explique clairement le retour des dépôts de fer dans le profil géologique après plus d’un milliard d’années », résume le professeur Galen Halverson.

À propos de l’étude

L’étude « Subglacial meltwater supported aerobic marine habitats during Snowball Earth » de Maxwell Lechte, Malcolm Wallace, Ashleigh van Smeerdijk Hood, Weiqiang Li, Ganqing Jiang, Galen Halverson, Dan Asael, Stephanie McColl et Noah Planavsky est publiée dans Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Il s’agit d’une collaboration entre l’Université McGill, l’Université de Melbourne, l’Université de Nanjing, l’Université du Nevada à Las Vegas et l’Université Yale. DOI: 10.1073/pnas.1909165116

Les travaux ont été financés par une bourse d’études du programme de formation en recherche du gouvernement de l’Australie, un prix Albert Shimmins, une subvention de découverte du Conseil de recherches de l’Australie, une bourse du programme postdoctoral en astrobiologie de la NASA, une bourse Puzey et l’aide du Conseil de recherches de l’Australie.

L’Université McGill

Fondée en 1821, à Montréal, au Québec, l’Université McGill figure au premier rang des universités canadiennes offrant des programmes de médecine et de doctorat et se classe parmi les meilleures universités au Canada et dans le monde. Institution d’enseignement supérieur de renommée mondiale, l’Université McGill exerce ses activités de recherche dans deux campus, 11 facultés et 13 écoles professionnelles; elle compte 300 programmes d’études et au‑delà de 40 000 étudiants, dont plus de 10 200 aux cycles supérieurs. Elle accueille des étudiants originaires de plus de 150 pays, ses 12 800 étudiants internationaux représentant 31 % de sa population étudiante. Au‑delà de la moitié des étudiants de l’Université McGill ont une langue maternelle autre que l’anglais, et environ 19 % sont francophones.

Coordonnées

Contact: 
Shirley Cardenas
Organisation: 
Université McGill
Courriel: 
shirley.cardenas [at] mcgill.ca
Téléphone au bureau: 
514-398-6751
Téléphone cellulaire: 
514-594-6877