Un fossile vieux de 650 millions d'années. Crédit d'image: Dr J. William Schopf / UCLA. Cliquez pour agrandir
Le paléobiologiste de l'UCLA, J. William Schopf et ses collègues ont produit des images 3D de fossiles anciens - vieux de 650 millions à 850 millions d'années - conservés dans des roches, une réalisation qui n'a jamais été réalisée auparavant.
Si une future mission spatiale vers Mars ramène des roches sur Terre, Schopf a déclaré que les techniques qu'il a utilisées, appelées microscopie confocale à balayage laser et spectroscopie Raman, pourraient permettre aux scientifiques de regarder des fossiles microscopiques à l'intérieur des roches pour rechercher des signes de vie, tels que parois cellulaires organiques. Ces techniques ne détruiraient pas les roches.
"Il est étonnant de voir un fossile microscopique préservé organiquement à l'intérieur d'une roche et de voir ces fossiles microscopiques en trois dimensions", a déclaré Schopf, qui est également géologue, microbiologiste et géochimiste organique. "Il est très difficile d'avoir une idée de la biochimie des organismes qui vivaient il y a près d'un milliard d'années, et cela (microscopie confocale et spectroscopie Raman) vous la donne. Vous voyez les cellules dans la microscopie confocale, et la spectroscopie Raman vous donne la chimie.
«Nous pouvons regarder sous le fossile, le voir du haut, des côtés et le faire pivoter; nous ne pouvions pas faire cela avec une autre technique, mais maintenant nous pouvons, à cause de la microscopie confocale à balayage laser. De plus, même si les fossiles sont extrêmement petits, les images sont nettes et nettes. Ainsi, nous pouvons voir comment les fossiles se sont dégradés au cours de millions d'années et apprendre quelles sont les caractéristiques biologiques réelles et ce qui a changé au fil du temps. »
Ses recherches sont publiées dans le numéro de janvier de la revue Astrobiology, dans laquelle il rapporte les résultats de la microscopie confocale des anciens fossiles. (Il a publié des images 3D anciennes de spectroscopie Raman de fossiles anciens en 2005 dans la revue Geobiology.)
Depuis sa première année en tant qu'étudiant diplômé de Harvard dans les années 1960, Schopf avait pour objectif de réaliser l'analyse chimique d'un fossile microscopique individuel à l'intérieur d'une roche, mais n'avait aucune technique pour le faire, jusqu'à présent.
"Je veux faire cela depuis 40 ans, mais il n'y avait aucun moyen de le faire avant", a déclaré Schopf, le premier scientifique à utiliser la microscopie confocale pour étudier les fossiles incrustés dans de telles roches anciennes. Il est directeur de l'Institut de géophysique de l'UCLA et du Centre de physique planétaire pour l'étude de l'évolution et de l'origine de la vie.
La spectroscopie Raman, une technique utilisée principalement par les chimistes, vous permet de voir la structure moléculaire et chimique des micro-organismes anciens en trois dimensions, révélant la composition des fossiles sans détruire les échantillons. La spectroscopie Raman peut aider à prouver si les fossiles sont biologiques, a déclaré Schopf. Cette technique implique un laser d'un microscope focalisé sur un échantillon; la majeure partie de la lumière laser est diffusée, mais une petite partie est absorbée par le fossile.
Schopf est le premier scientifique à utiliser cette technique pour analyser d'anciens fossiles microscopiques. Il a découvert que la composition des fossiles a changé; l'azote, l'oxygène et le soufre ont été éliminés, laissant du carbone et de l'hydrogène.
La microscopie confocale utilise un faisceau laser focalisé pour rendre fluorescentes les parois organiques des fossiles, ce qui permet de les visualiser en trois dimensions. La technique, d'abord utilisée par les biologistes pour étudier le fonctionnement interne des cellules vivantes, est nouvelle en géologie.
Les anciens micro-organismes sont des «écumes d'étang», parmi les premiers, beaucoup trop petits pour être vus à l'œil nu.
Les co-auteurs de l'UCLA de Schopf comprennent les étudiants diplômés en géologie Abhishek Tripathi et Andrew Czaja, et le scientifique principal Anatoliy Kudryavtsev. La recherche est financée par la NASA.
Schopf est l'éditeur de "Earth's Earliest Biosphere" et "The Proterozoic Biosphere: A Multidisciplinary Study", des livres compagnons qui fournissent la connaissance la plus complète de plus de 4 milliards d'années de l'histoire de la Terre, depuis la formation du système solaire il y a 4,6 milliards d'années aux événements il y a un demi-milliard d'années.
Source d'origine: Communiqué de presse de l'UCLA
