Dans un geste qui décevra sûrement tous ceux qui espéraient des célébrités de la taille d'un ver vieilles de 540 millions d'années, des scientifiques ont déterminé que d'anciens microfossiles du Brésil – autrefois considérés comme les premières preuves de minuscules animaux se faufilant dans la boue primordiale – ne sont en réalité que les restes de rassemblements communautaires bactériens et algaux. Les résultats, publiés dans Gondwana Research, remettent en question les hypothèses précédentes sur l'apparition des premiers petits animaux sur Terre et suggèrent que les niveaux d'oxygène dans les océans anciens étaient encore trop bas pour soutenir certaines formes de vie animale il y a environ 540 millions d'années.

La recherche s'est concentrée sur des fossiles du Mato Grosso do Sul au Brésil. Des études antérieures avaient interprété de manière optimiste les marques comme des preuves de créatures ressemblant à des vers ou d'autres petits animaux marins se déplaçant dans les sédiments du fond marin pendant la période édiacarienne, qui a précédé la célèbre explosion cambrienne. « En utilisant des techniques de microtomographie et de spectroscopie, nous avons observé que les microfossiles ont des structures cellulaires – parfois avec du matériel organique préservé – cohérentes avec des bactéries ou des algues qui existaient à cette époque. Ce ne sont pas des traces d'animaux qui auraient pu traverser la région », explique Bruno Becker-Kerber, premier auteur de l'étude et chercheur postdoctoral à l'Université Harvard (qui a effectué les travaux à l'Université de São Paulo et au Centre brésilien de recherche en énergie et matériaux, avec le soutien de la FAPESP).

Becker-Kerber explique que si les marques avaient vraiment été laissées par des animaux, elles représenteraient des preuves de la méiofaune – de minuscules invertébrés de moins d'un millimètre de long – pendant l'Édiacarien. Les trouver dans des roches aussi anciennes aurait considérablement repoussé les archives fossiles de ces organismes, ce qui aurait été excitant. Au lieu de cela, nous avons des bactéries. Classique.

Le projet fait partie de l'étude « Rio de la Plata Craton and Western Gondwana » soutenue par la FAPESP et coordonnée par Miguel Angelo Stipp Basei de l'IGc-USP. Les chercheurs ont réexaminé des fossiles collectés à Corumbá et analysé du matériel nouvellement étudié de Bonito dans la région de Serra da Bodoquena, tous deux dans le Mato Grosso do Sul au sein de la formation géologique de Tamengo. Ces roches se sont formées dans un environnement marin peu profond le long d'une plate-forme continentale pendant les dernières étapes de la formation du Gondwana, avant que le supercontinent ne se divise en ce qui est devenu l'Amérique du Sud et l'Afrique.

Pour étudier les fossiles plus en détail, l'équipe a utilisé la ligne de lumière MOGNO à Sirius, l'installation d'accélérateur de particules du CNPEM à Campinas. Cette technologie a permis aux chercheurs d'étudier des fossiles allant de quelques micromètres à quelques millimètres en utilisant la microtomographie et la nanotomographie. « Lorsque vous avez un grand échantillon et que vous voulez imager une structure à l'intérieur, la résolution obtenue est souvent insuffisante. La ligne de lumière MOGNO est l'une des rares au monde à effectuer ce qu'on appelle la tomographie à zoom, dans laquelle nous nous concentrons sur quelque chose à l'intérieur de l'échantillon et l'analysons à l'échelle nanométrique sans détruire l'échantillon », explique Becker-Kerber. Il note que l'étude antérieure interprétant les structures comme des traces animales n'avait pas accès à ce niveau de technologie d'imagerie – une manière polie de dire qu'ils travaillaient avec des outils moins performants.

Les chercheurs ont également utilisé la spectroscopie Raman pour examiner la composition chimique des fossiles, identifiant du matériel organique à l'intérieur des parois cellulaires fossiles et renforçant l'interprétation selon laquelle les structures étaient des corps microbiens préservés. Certains échantillons fossiles contenaient de la pyrite (fer et soufre), et sur la base des formes et de la chimie, les chercheurs pensent que certains pourraient représenter des bactéries oxydant le soufre – des organismes qui utilisent le soufre dans leur métabolisme. « Ce groupe de bactéries est surprenant. Certaines des plus grandes jamais enregistrées appartiennent précisément à cette catégorie. Contrairement à l'image commune que nous avons des bactéries microscopiques, certaines espèces peuvent atteindre des diamètres plus grands qu'un cheveu et sont visibles à l'œil nu », dit Becker-Kerber.

Bien que les fossiles ne préservent pas assez de détails pour identifier des espèces exactes, la recherche