La découverte de chitine chez un trilobite vieux de 500 millions d’années éclaire le cycle du carbone terrestre

Une découverte inattendue dans la roche du Cambrien

C’est une première. Des scientifiques ont formellement identifié la présence de chitine dans un fossile de trilobite datant de la période du Cambrien. Cette découverte, aussi surprenante soit-elle, pourrait bien éclairer d’un jour nouveau la compréhension des invertébrés par les paléontologues.

Mais les implications ne s’arrêtent pas là. La présence de ce polymère organique abondant suggère que son rôle dans le cycle du carbone de notre planète est peut-être bien plus complexe que ce que les experts imaginaient jusqu’à présent.

Qu’est-ce que la chitine ?

Aujourd’hui, la chitine, de formule (C8H13O5N)n, est le deuxième polymère organique le plus répandu sur Terre, juste derrière la cellulose. Pour le grand public, elle est surtout connue comme le composant principal des carapaces de crabes. Elle est cependant largement utilisée par d’autres formes de vie, comme les champignons ou les insectes, qui s’en servent pour leur protection.

Son potentiel n’a pas échappé au monde de l’industrie. Les chimistes travaillent activement à trouver des moyens d’utiliser la chitine comme un substitut plus respectueux de l’environnement aux plastiques traditionnels.

Sur la piste d’une molécule ancestrale

L’équipe à l’origine de cette avancée est dirigée par le Dr Elizabeth Bailey de l’Université du Texas à San Antonio. C’est en Californie, sur le site d’Emigrant Pass, qu’ils ont mis au jour la précieuse molécule dans un fossile de trilobite du genre Olenellus. Le spécimen reposait dans une couche de schiste vieille de 514 à 506 millions d’années.

Après un demi-milliard d’années, la détection n’a pas été simple. Il a fallu combiner plusieurs techniques de pointe : la spectroscopie infrarouge et de masse, ainsi que la coloration par fluorescence. Ces analyses ont finalement révélé la présence de d-glucosamine, la molécule de base qui, en s’assemblant, forme la chitine.

Un polymère bien plus résistant qu’on ne le pensait

La grande diversité des animaux produisant de la chitine aujourd’hui laissait penser que ses origines étaient très anciennes. Il n’était donc pas surprenant d’imaginer que les trilobites en fabriquaient déjà au Cambrien. En revanche, en trouver la preuve est une tout autre affaire, et une véritable surprise.

Pourquoi ? Car la communauté scientifique pensait jusqu’alors que la chitine se décomposait beaucoup plus rapidement, même si quelques études récentes avaient commencé à remettre en question cette idée. De plus, bien que les trilobites semblaient être des candidats probables à la production de chitine en raison de leur parenté supposée avec des espèces actuelles, personne n’en avait jamais eu la certitude.

« Cette étude s’ajoute aux preuves croissantes que la chitine survit bien plus longtemps dans les archives géologiques qu’on ne le pensait au départ », a déclaré Elizabeth Bailey dans un communiqué. « Au-delà de la paléontologie, cela a des implications significatives pour la compréhension de la manière dont le carbone organique est stocké dans la croûte terrestre au fil du temps géologique. »

Le cycle du carbone revisité

La préservation de quantités massives de cellulose et de lignine sous forme de charbon a profondément modifié l’environnement terrestre, jusqu’à ce que nous commencions à le brûler, renvoyant le dioxyde de carbone dans l’atmosphère et les océans. De la même manière, d’énormes quantités de carbone sont piégées dans le calcaire formé par d’anciennes coquilles, ainsi que par des organismes producteurs de chitine.

« Quand les gens pensent à la séquestration du carbone, ils ont tendance à penser aux arbres », explique Elizabeth Bailey. Elle ajoute cependant : « La preuve que la chitine peut survivre pendant des centaines de millions d’années montre que les calcaires font partie de la séquestration du carbone à long terme et sont pertinents pour comprendre les niveaux de dioxyde de carbone de la Terre. »

Les auteurs de l’étude, publiée dans la revue PALAIOS, soulignent un détail important : bien que le trilobite se trouvât dans une couche riche en fossiles, celle-ci était « loin d’être intacte ». Cela indique que des conditions de préservation parfaites ne sont pas nécessaires pour que la chitine survive aussi longtemps. Ils émettent aussi l’hypothèse que la chitine pourrait mieux survivre « lorsqu’elle est incorporée dans des structures durcies, y compris des structures renforcées par du carbonate de calcium. »

De la quête des planètes à l’infiniment petit

L’implication d’Elizabeth Bailey dans ce projet est le fruit d’un parcours singulier. Elle a en effet publié par le passé des travaux sur la dynamique planétaire, participant notamment à la recherche de la Planète Neuf. Son point de vue sur cette collaboration est donc original.

« J’ai été motivée à poursuivre ce travail de par ma perspective de scientifique planétaire intéressée par la façon dont les molécules organiques jouent un rôle dans les processus géochimiques planétaires », confie-t-elle. « Mes collaborateurs sont spécialisés dans l’analyse moderne de la chitine, et ils étaient enthousiastes à l’idée d’appliquer des techniques de plus en plus sensibles à un groupe de fossiles aussi ancien et emblématique. »

Selon la source : iflscience.com