Quels sont les premiers organismes photosynthétiques connus, et quand sont-ils apparus ?
La réponse
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Les premiers organismes photosynthétiques connus n’étaient probablement pas les cyanobactéries. Il s’agissait plutôt de bactéries anaérobies pratiquant une photosynthèse anoxygénique, c’est-à-dire une production d’énergie grâce à la lumière qui ne libérait pas d’oxygène dans l’environnement. Ces organismes seraient apparus il y a au moins 3,5 milliards d’années, à une époque où la Terre primitive était très différente de la planète actuelle.
Une photosynthèse sans production d’oxygène
La photosynthèse anoxygénique constitue vraisemblablement la première forme de photosynthèse. À la différence de la photosynthèse oxygénique, elle ne repose pas sur l’utilisation de l’eau comme source d’électrons et ne produit donc pas de dioxygène. Les premiers organismes concernés étaient probablement des bactéries adaptées à des milieux dépourvus d’oxygène. Leur métabolisme a pu se développer bien avant que l’atmosphère terrestre ne commence à s’enrichir significativement en ce gaz. L’âge exact de ces organismes est difficile à établir, car les fossiles très anciens permettent rarement d’identifier avec certitude le métabolisme d’une cellule. La limite d’au moins 3,5 milliards d’années correspond donc à une estimation fondée sur les plus anciennes traces compatibles avec une activité biologique et sur l’histoire géologique de la Terre.
L’apparition plus tardive des cyanobactéries
Les cyanobactéries sont apparues après ces premières bactéries photosynthétiques. Elles ont développé la photosynthèse oxygénique, qui utilise l’eau et rejette de l’oxygène. Cette innovation a profondément modifié les équilibres chimiques de la planète, mais elle ne doit pas être confondue avec l’apparition initiale de la photosynthèse. Les stromatolithes, structures formées par l’activité de communautés microbiennes, constituent certaines des traces les plus anciennes associées à la vie. Toutefois, leur présence ne suffit pas toujours à prouver que les organismes qui les ont construits étaient précisément des cyanobactéries : les processus biologiques et géologiques peuvent être difficiles à distinguer dans les roches très anciennes. L’âge exact des premières cyanobactéries demeure donc moins assuré que celui des premières formes de photosynthèse au sens large.
La Grande Oxydation
L’oxygène produit par les cyanobactéries ne s’est pas immédiatement accumulé dans l’atmosphère. Une grande partie a d’abord réagi avec des substances présentes dans les océans et les roches. Plus tard, l’augmentation durable de l’oxygène atmosphérique a conduit à la Grande Oxydation, un bouleversement majeur généralement situé autour de 2,4 milliards d’années. Les cyanobactéries ont contribué à cette oxygénation, qui a transformé les conditions de vie sur Terre et favorisé l’essor ultérieur des organismes capables de vivre dans des milieux oxygénés. La chronologie essentielle est donc la suivante : une photosynthèse anoxygénique probablement apparue il y a au moins 3,5 milliards d’années, l’apparition ultérieure des cyanobactéries, puis l’oxygénation atmosphérique marquée par la Grande Oxydation, il y a environ 2,4 milliards d’années.
