Publié le 23 janvier 2020 Mis à jour le 23 janvier 2020

Une étude dirigée par Steeve Bonneville, enseignant-chercheur à l’Université libre de Bruxelles, repousse l’apparition des champignons sur Terre à, au moins, 715-810 millions d’années, soit 300 millions d’années plus tôt que ce qui était admis par la communauté scientifique jusqu’à présent. Publiée dans Science Advances, les résultats de cette étude suggèrent également que les champignons auraient été des partenaires importants des premières plantes colonisant la surface terrestre.

L’origine et l’évolution du règne des Fungi – communément appelé champignons – sont encore très énigmatiques. Seules 2% des espèces actuelles de ce règne sont identifiées, tandis que leur nature délicate rend les fossiles extrêmement rares et très difficiles à distinguer des autres micro-organismes. Jusqu’à présent, le plus ancien fossile avéré de champignon datait de 460 millions d’années. 

Un groupe de chercheurs, dirigé par le Prof. Steeve Bonneville de l’Unité de Recherche de Biogéochimie et Modélisation du Système Terre (Faculté des Sciences) de l’Université libre de Bruxelles, a découvert un nouveau fossile de champignon – le plus vieux jamais identifié grâce sa composition moléculaire.


Publiée dans Science Advances, cette étude a été réalisée avec l’appui de plusieurs groupes de l’ULB (Centre for Microscopy and Molecular Imaging et 4MAT), en collaboration étroite avec le Prof. Liane Benning du German Research Centre for Geoscience (GFZ Potsdam) et le soutien d’autre institutions à l’étranger dont le synchrotron britannique (Diamond Light Source) et la Carnegie Institution for Science (Washington).

Découverts sous forme de mycélium (réseau de filaments interconnectés microscopiques), ces restes ont été découverts dans des roches dont l’âge est compris entre 715 et 810 millions d’années, une époque de l’histoire de la Terre où la Vie à la surface des continents en était à ses balbutiements. Ces roches anciennes, provenant de la République Démocratique du Congo et faisant partie des collections de l’Africa Museum de Tervuren, se sont formées dans un environnement de lagune ou de lac côtier.

"La présence de Fungi dans cette zone de transition entre milieux aquatiques et terrestres à cette époque laisse penser que ces champignons microscopiques ont été des partenaires importants des premières plantes colonisant la surface terrestre, il y a environ 500 millions d’années", explique Steeve Bonneville, professeur à l’Université libre de Bruxelles et coordinateur de l’étude.

Une approche moins invasive

Les découvertes précédentes de fossiles de champignons se basaient uniquement sur la morphologie de restes organiques extraits des roches par l’utilisation de composés acides corrosifs. "Cette approche détériore la chimie des fossiles organiques et limite leur analyse à la morphologie uniquement ce qui ne peut mener à de mauvaises interprétations, car certaines caractéristiques morphologiques sont communes à plusieurs branches des organismes vivants", explique Steeve Bonneville.

Pour cette étude, les auteurs ont donc privilégié l’utilisation croisée de plusieurs techniques d’analyse moléculaire à l’échelle microscopique : spectroscopies par rayonnement synchrotron (XANES, µFTIR) et confocal µRaman, marquage par fluorescence (CLSM) et microscopie électronique (FIB-TEM-HAADF). Ces techniques permettent d’étudier la chimie des restes organiques in situ, sans aucun traitement. C’est ainsi que les chercheurs ont pu détecter des restes de chitine, un composé très résistant de la paroi des champignons et propre à ce groupe. Ils ont aussi démontré qu’il s’agissait bien d’un organisme eucaryote, dont les cellules possédaient un noyau. "C’est seulement par cette combinaison d’analyses, chimique et de micro-spectrométrie, que nous avons pu démontrer que les structures présentes dans les roches étaient bel et bien des restes fongiques de +/- 800 millions d’années", insiste Liane Benning, de GFZ Potsdam.

"C’est une découverte importante qui nous invite à revoir la chronologie de l’évolution des organismes sur Terre" conclut Steeve Bonneville.

"La prochaine étape sera de chercher plus profondément dans le temps, dans des roches plus anciennes, la présence de ces micro-organismes qui sont véritablement aux origines du règne animal".

Références et contacts

Article Science Advances

S. Bonneville, F. Delpomdor, A. Préat, C. Chevalier, T. Araki, M. Kazemian Abyaneh, A. Steele, A. Schreiber, R. Wirth and L. G. Benning (2020) Molecular identification of fungi microfossils in a Neoproterozoic shale rock. Science Advances, 22 January 2020.

DOI : 10.1126/sciadv.aax7599
https://advances.sciencemag.org/content/6/4/eaax7599

Photographies
Image de microcopie à balayage d’une portion de mycélium fossilisée
Marquage par fluorescence de la chitine dans une portion de mycélium fossilisé, réalisé par microcopie confocale à balayage laser (échelle = 10 µm)

A : Image de microcopie à balayage d’une portion de mycélium fossilisée.
B : Marquage par fluorescence de la chitine dans une portion de mycélium fossilisé, réalisé par microcopie confocale à balayage laser (échelle = 10 µm)

Crédit :
Bonneville et al. 2020: Molecular identification of fungi microfossils in a Neoproterozoic shale rock. Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.aax7599. This work is licensed under CC BY-NC http://advances.sciencemag.org/

Contact: Steeve Bonneville

Unité de Recherche « Biogéochimie et Modélisation du Système Terre » (BGeoSys)
Faculté des Sciences, Université libre de Bruxelles

T : 02 650 22 04
steeve.bonneville@ulb.ac.be

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