Des chercheurs ont reproduit en laboratoire la formation de biofilms bactériens et d'enveloppes biominérales, première étape de la fossilisation dans des milieux aqueux et privés d'oxygène.
Francois Savatier
La pourriture est l'ennemie de la fossilisation, pense-t-on. Pas toujours ! Une équipe conduite par Elizabeth Raff de l'Université de l'Indiana vient de montrer que dans certaines conditions, les sociétés de bactéries qui infestent un embryon d'oursin mort produisent une réplique biominérale précise de sa surface, sans doute à l'origine de sa fossilisation.
Les chercheurs ont placé des embryons morts de
Heliocidaris erythrogramma et d'
Heliocidaris tuberculata, deux espèces australiennes d'oursins, dans de l'eau de mer. De façon à bloquer l'autolyse – la destruction des cellules en présence d'oxygène par des enzymes –, ils avaient préalablement rendu ce milieu anoxique (dépourvu d'oxygène) et réducteur. Ils ont alors constaté que certaines bactéries présentes s'agrègent à la surface des cellules. Partout où l'autolyse est bloquée, les tissus mous sont rapidement remplacés par des biofilms bactériens qui en épousent très exactement les formes. Au bout de six jours, les bactéries produisent des films minéraux. Selon les conditions chimiques locales – notamment l'acidité du milieu –, il s'agit soit de carbonate de calcium, soit de phosphate de calcium.
Ainsi, ces bactéries construisent en quelques jours une mince coque biominérale autour des tissus mous de l'embryon. Leur séquençage montre que la plupart des bactéries composant les biofilms appartiennent à une classe de bactéries primitives : les protobactéries gamma. Les chercheurs pensent que c'est autour de cette coque, véritable «matrice fossile», que s'enclenchent ensuite les long processus de sédimentation et de minéralisation qui aboutissent à un fossile. Ils ont en effet comparé leurs répliques biominérales d'embryon d'oursin aux fossiles d'embryons d'oursins trouvés en grand nombre dans des terrains cambriens (entre 542 et 488 millions d'années) de Doushantuo en Chine : la ressemblance est frappante.
Ce type de fossilisation en milieu aqueux, anaérobie et réducteur explique probablement nombre de conservations exceptionnelles, telle celle des mammifères tombés il y a quelque 50 millions d'années au fond du lac anoxique de Messel en Allemagne, ou encore celle du
cerveau minéralisé qu'une équipe du Muséum national d'histoire naturelle, à Paris, vient de mettre en évidence par microtomographie à l'intérieur d'une tête de poisson vieille de 300 millions d'années.
