Lors d'une randonnée dans la vallée du Dadès au Maroc, le Dr Rowan Martindale a repéré quelque chose de si inhabituel que cela a immédiatement attiré son attention. Martindale, paléoécologue et géobiologiste à l'Université du Texas à Austin, explorait avec d'autres chercheurs, dont Stéphane Bodin de l'Université d'Aarhus, pour étudier d'anciens écosystèmes récifaux. Pour accéder à ces récifs, ils devaient traverser des couches de roches appelées turbidites - des dépôts provenant d'avalanches sous-marines. Les marques de rides y sont courantes, mais Martindale a remarqué quelque chose au-dessus : des structures plissées, de petites crêtes et dépressions formées par des tapis microbiens.

Les structures plissées sont des preuves de vie microbienne ancienne, mais elles sont fragiles. Une fois que les animaux ont commencé à creuser dans les sédiments du fond marin il y a des centaines de millions d'années, ces caractéristiques ont généralement été détruites. En conséquence, elles sont rares dans les roches de moins d'environ 540 millions d'années et se trouvent principalement dans les environnements côtiers peu profonds où la lumière du soleil soutient les algues photosynthétiques. Cependant, les roches que Martindale examinait se sont formées en eau profonde, à au moins 180 mètres (590 pieds) sous la surface, où la lumière du soleil ne peut pas atteindre. C'est un problème : si des microbes dépendant de la lumière solaire n'ont pas pu les créer, qu'est-ce qui l'a fait ?

Les turbidites se sont formées il y a environ 180 millions d'années, lorsque les animaux du fond marin étaient abondants et perturbaient constamment les sédiments - exactement le genre d'activité qui détruit les textures microbiennes. Tout disait que ces structures plissées ne devraient pas être là. Martindale et son équipe ont entrepris de confirmer à la fois l'environnement et l'origine biologique. Ils ont vérifié que les couches étaient des turbidites d'eau profonde, puis ont trouvé des concentrations élevées de carbone sous les plis - une signature chimique de l'activité biologique.

Se tournant vers les océans modernes, les chercheurs ont trouvé des séquences vidéo de submersibles télécommandés montrant des tapis microbiens se formant bien en dessous de la zone photique, alimentés par des bactéries chimiosynthétiques qui utilisent des réactions chimiques au lieu de la lumière du soleil. L'équipe a conclu avoir identifié des structures plissées chimiosynthétiques dans les archives rocheuses. Leur explication proposée : les flux de turbidites ont apporté des nutriments au fond marin profond ; à mesure que la matière organique se décomposait, les niveaux d'oxygène ont chuté, créant des conditions pour les microbes chimiosynthétiques. Entre les coulées de débris, les tapis bactériens se sont étendus et ont développé des plis, parfois enterrés et préservés.

Martindale espère que de futures expériences en laboratoire clarifieront comment ces structures se forment en eau profonde. La découverte suggère que les géologues pourraient devoir revisiter des environnements auparavant considérés comme peu susceptibles de préserver des preuves de vie microbienne ancienne. « Les structures plissées sont des preuves très importantes dans l'évolution précoce de la vie », déclare Martindale. En ignorant leur présence possible dans les turbidites, « nous pourrions passer à côté d'un élément clé de l'histoire de la vie microbienne. »