La recherche de vie sur Mars ou sur des lunes glacées comme Europe et Encelade pourrait accaparer l'attention, mais un autre mystère astrobiologique se cache dans notre propre jardin : quand les premiers eucaryotes sont-ils apparus sur Terre et comment ont-ils préparé le terrain pour la vie complexe ? Car, avouons-le, les microbes ont régné en maîtres pendant environ 90 % de l'histoire de notre planète, et comprendre comment nous sommes passés d'un monde de boue unicellulaire à un monde rempli de plantes, d'animaux et de champignons pourrait aussi nous dire si la vie complexe pourrait apparaître ailleurs dans l'univers.

La vie sur Terre a commencé il y a plus de 3,5 milliards d'années, déclare Ross Anderson, paléontologue à l'Université d'Oxford. Les cyanobactéries et la photosynthèse productrice d'oxygène étaient présentes il y a au moins 2,3 milliards d'années, tandis que les eucaryotes étaient arrivés il y a au moins 1,7 milliard d'années. Les algues ont suivi il y a au moins un milliard d'années (et peut-être plus tôt), et les animaux sont apparus il y a au moins 570 millions d'années. Pour remonter jusqu'à l'ancêtre commun des plantes et des animaux, Anderson indique que les chercheurs doivent se pencher sur une période d'il y a environ 1,6 milliard d'années.

Les eucaryotes couronnés - parmi les premières formes eucaryotes - ont été essentiels à l'émergence de la vie complexe. Les cellules eucaryotes possèdent un noyau qui renferme leur ADN, ainsi que des organites comme les mitochondries, qui fournissent l'énergie nécessaire à des modes de vie plus exigeants. Les eucaryotes ont finalement donné naissance à tous les animaux, plantes et champignons présents sur Terre aujourd'hui. Mais trouver leurs plus anciens ancêtres est une tâche herculéenne.

Les organismes vieux de plus de 500 millions d'années ne possédaient ni coquilles ni squelettes, les paléontologues doivent donc se fier à des environnements rares capables de préserver les cellules fragiles et les tissus mous. Cela laisse aux scientifiques très peu d'informations sur la vie pendant une période immense couvrant environ 90 % de l'histoire de la Terre.

Les recherches d'Anderson se concentrent sur l'une des plus grandes transitions de l'histoire biologique : comment la Terre est passée d'une planète dominée par les bactéries à une planète habitée par des organismes multicellulaires complexes. Comme les fossiles de ces créatures primitives sont difficiles à trouver, il étudie la chimie des roches anciennes pour identifier des environnements prometteurs. Le temps est aussi un ennemi redoutable - les microfossiles eucaryotes ont subi des milliards d'années d'usure géologique, ce qui les rend encore plus difficiles à repérer.

Nous savons que le passage de la vie unicellulaire à la vie multicellulaire s'est produit plus d'une fois, dans différentes parties du monde. Anderson est particulièrement désireux de comprendre comment ce processus a conduit à la diversité vertigineuse des animaux d'aujourd'hui. Une grande partie de ces fondations a été posée lors de la transition Édiacarien/Cambrien il y a environ 540 millions d'années, marquant un passage des organismes à corps mou à l'explosion cambrienne, lorsque les animaux dotés de mobilité, de coquilles et de squelettes sont devenus à la mode.

Pour trouver des fossiles plus anciens, les scientifiques se rendent dans des endroits où le matériel biologique délicat avait une chance de survie. Anderson et ses collègues s'intéressent particulièrement à une région d'environ 100 kilomètres carrés près du Svalbard, en Norvège, à environ 80 degrés de latitude nord, autrefois recouverte par une mer peu profonde. L'Australie a également livré des preuves - l'année dernière seulement, des chercheurs y ont découvert certains des plus anciens microfossiles eucaryotes connus, datant d'environ 1,75 milliard d'années.

Les anciens environnements côtiers sont des terrains de chasse prometteurs, car les eucaryotes y auraient eu accès à des nutriments et à de la matière organique, ce qui pourrait soutenir une plus grande diversité et la multicellularité. Les chercheurs ciblent souvent des endroits vierges ou des régions sous-échantillonnées. Anderson se spécialise dans les zones avec d'énormes dépôts d'argile qui ont pu aider à préserver les restes eucaryotes anciens. Aujourd'hui, les meilleurs endroits sont souvent des déserts ou des paysages arctiques, où les roches anciennes restent exposées.

Même dans des endroits idéaux, trouver des microfossiles eucaryotes est un défi énorme. Ces organismes étaient microscopiques, dépourvus de tissus durs, et ont été dégradés pendant des milliards d'années. Anderson note que les archives fossiles de cette période restent mal échantillonnées. Néanmoins, des progrès sont réalisés -