Comme un microbe ne laisse évidemment pas de fossiles derrière lui, c’est par des empreintes indirectes dans certaines des roches les plus anciennes qu’on a établi qu’il y avait de la vie il y a 3,7 milliards d’années. Mais comment différencier l’empreinte d’un microbe d’une autre empreinte de microbe, au point de pouvoir dire qu’elle correspond à une « espèce » différente?

Au point de départ, « la combinaison de plusieurs bio-indicateurs potentiels est requise », rien que pour s’assurer qu’il s’agit bien de signatures biologiques et non géologiques, écrivent des chercheurs d’Allemagne, de Suède et d’Afrique du Sud dans la dernière édition de la revue Precambrian Research. C’est une telle combinaison que contiennent des roches sédimentaires de Buck Reef, retrouvées en Afrique du Sud et étudiées depuis les années 1980: dans cette formation, une des mieux préservées de ce passé lointain, on trouve des empreintes morphologiques et géochimiques de trois types de bactéries. 

Mais trois types de bactéries, ça ne suffit pas pour qu’on parle d’un « écosystème », et ce qu’ajoute cette nouvelle recherche, c’est une analyse de la présence de deux formes distinctes de carbone: carbone-12 ou carbone-13. Le chiffre désigne le nombre de neutrons dans le noyau de l’atome de carbone. 

Les êtres vivants préfèrent utiliser le carbone-12, ce qui fait qu’on retrouve d’ordinaire chez eux davantage de cette forme de carbone, mais le ratio peut différer d’une espèce à l’autre, ce qui fournit aux biologistes des informations sur leur métabolisme. L’un des types de bactéries, selon la nouvelle étude, était ainsi déjà capable à cette époque d’utiliser la lumière pour son cycle de vie —ce qu’on appelle aujourd’hui la photosynthèse. Un autre évacuait probablement du méthane, dont les autres se nourrissaient. C’est par ce type de traces qu’on peut émettre l’hypothèse d’un écosystème, c’est-à-dire un ensemble à l’intérieur duquel différentes espèces se complètent, voire dépendent l’une de l’autre —ce qui enthousiasme les biologistes qui ont réagi à cette recherche, considérant l’âge très ancien de ces êtres vivants. 

Au passage, ça tend aussi à renforcer l’idée que la vie a dû apparaître très tôt sur notre planète, peut-être il y a plus de 3,7 milliards d’années, considérant l’échelle de temps qui lui aurait été nécessaire pour atteindre le stade « avancé » de ces traces laissées dans les roches sud-africaines.