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Les microfossiles mettent en lumière le long registre fossile des euglénoïdes

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Les microfossiles mettent en lumière le long registre fossile des euglénoïdes

Micrographies lumineuses de kystes d'euglin de l'Holocène au lac Vouliagmeni moderne en Grèce. Le diamètre des échantillons est compris entre 20 et 30 μm. Notez le motif semblable à une empreinte digitale qui est une caractéristique commune à toutes les formes fossiles. Crédit Andreas Kotsodendris, Université de Heidelberg

Cachés dans l’ombre, les euglénoïdes constituent un groupe fascinant de protistes unicellulaires qui ne sont ni des plantes ni des animaux.

Les plantes effectuent la photosynthèse et les animaux mangent. Les eugénoïdes font les deux. Ils serpentent le long des fonds sombres des piscines d'eau douce peu profondes avec leurs longs flagelles, se nourrissant de boue organique, tout en utilisant leurs chloroplastes pour convertir le dioxyde de carbone et l'eau ainsi que la lumière en sucres. En raison de cet état intermédiaire, les euglinoïdes ont été placés près de la base de la branche eucaryote de l’arbre de vie qui comprend toutes les plantes, champignons et animaux. Cependant, même si les euglénoïdes ont probablement évolué il y a plus d’un milliard d’années, ils n’ont laissé que très peu de traces fossiles.

Dans une nouvelle étude publiée dans la revue Review of Palaeobotany and Palynology, une équipe de scientifiques néerlandais, américains, britanniques, allemands et australiens a jeté un nouvel éclairage sur un groupe de microfossiles « problématiques » restés un mystère pendant près d’un siècle. En comparant des kystes fossiles microscopiques dans des sédiments d'étang vieux de 200 millions d'années provenant de spécimens fouillés en Allemagne et aux Pays-Bas avec des restes plus jeunes du Paléolithique beaucoup plus antérieurs dans des lacs holocènes en Grèce, et enfin avec des protistes vivants dans un étang en Australie, les chercheurs ont a établi une histoire évolutive. Sa durée est de 400 millions d'années pour les euglénoïdes.

Qu'est-ce qu'il y a dans un nom?

En 2012, Bas van de Schootbrugge, alors à l'Université Goethe de Francfort-sur-le-Main, et Paul Strother du Boston College, alors qu'ils travaillaient sur une variété de microfossiles problématiques dans les sédiments de l'autre côté des limites du Trias et du Jurassique, ont réalisé que des kystes à rayures circulaires voyaient-nous , il pourrait s'agir en réalité de kystes euglénoïdes. « Nous avions à notre disposition cet étonnant matériel de forage qui contenait de nombreux microfossiles inconnus, y compris certains des restes de papillons les plus anciens que nous avons publiés en 2018 », a déclaré Bas van de Schotbrugge, aujourd'hui à l'Université d'Utrecht. Paul Strother poursuit : « Certains des microfossiles que nous avons trouvés présentaient une similitude frappante avec les kystes d'Euglena, un organisme moderne décrit par des collègues slovaques. Le problème est qu’il n’y a eu qu’une seule publication dans le monde faisant cette affirmation.

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Plus troublant encore, après une analyse approfondie de la littérature, van de Schotbrugge et Strother ont réalisé que le même type de microfossile avait reçu de nombreux noms différents. Les scientifiques travaillant sur les tranches de temps du Quaternaire et de l’Holocène ont utilisé des sacs concentriques, une référence à un éventuel sac d’algues aux côtés concentriques. Mais les chercheurs du Mésozoïque ont utilisé Pseudoschizaea, pensant à l’origine qu’il pourrait s’agir d’une spore de fougère. Des fossiles encore plus anciens du Permien, du Dévonien, du Silurien et de l'Ordovicien étaient connus sous le nom de Circulisporites et Chomotriletes.

Carte paléographique reconstituée de la limite Trias-Jurassique. L'annexe cartographique montre la localisation des quatre échantillons en Europe : (1) carotte Chandela-1 (Allemagne), (2) carotte Winterswijk (Pays-Bas), (3) carotte Post (France), (4) carotte Mingolsheim (Allemagne). . La carte a été modifiée à partir de Van de Schotbrugge et al. (2020) et Buss et al. (2023).

Microscope électronique à transmission

Après que les auteurs aient démantelé la confusion taxonomique, compilant ainsi près de 500 sources de littérature liées à l’un des quatre taxons, des techniques microscopiques plus avancées étaient nécessaires pour établir l’ultrastructure des kystes à l’aide de la microscopie électronique à transmission (TEM). Cela a nécessité la sélection, l'intégration et la microsection d'un échantillon unique par Wilson Taylor, co-auteur de l'Université du Wisconsin-Eau Claire. Les spécimens trouvés dans les carottes du Trias et du Jurassique étant pour la plupart endommagés, l’équipe s’est tournée vers le paléontologue Andreas Kotsodendris de l’Université de Heidelberg (Allemagne), qui a eu accès à des carottes de l’Holocène et du Pliocène contenant des spécimens abondants et bien conservés.

« Je rencontre régulièrement ces kystes dans des carottes forées dans des lacs, par exemple dans le lac Vouliagmeni en Grèce que nous avons étudié ici, mais leur affinité biologique n'a jamais été démontrée », a déclaré Andreas Koutsodendris. « En fait, ces kystes apparaissent fréquemment chez des collègues ». publications, mais personne ne peut mettre le doigt dessus. » « Nous avons été très surpris par l'infrastructure des kystes », a poursuivi Wilson-Taylor. « La structure de la paroi ne ressemble à rien de connu. » « Les kystes ne sont pas des décorations, comme dans le pollen et les spores, mais font partie de la structure des parois », a déclaré Wilson-Taylor. « La structure en couches des parois est également clairement différente de celle de nombreuses autres algues vertes qui vivent en eau douce », a poursuivi Taylor.

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Une incertitude inquiétante

Bien que l’analyse TEM ait initialement ajouté plus de mystère, les résultats sont cohérents avec une étude publiée par un autre groupe de collègues en 2021 qui a examiné l’ultrastructure des Pseudoschizaea. Au moins il a été possible de montrer que l’Holocène, le Pliocène concentrique et le pseudo-Jurassique sont en fait la même chose. Mais un doute persistait : l’absence de kystes produits par des euglinoïdes vivants. Wilson Taylor : « Nous avons contacté plusieurs biologistes travaillant avec des euglinoïdes vivants, mais aucun n’avait réussi à fabriquer des euglénocystes en laboratoire, permettant ainsi d’extraire et d’analyser les kystes par TEM. »

La vie microscopique ci-dessous

Entre Fabian Weston. Par hasard, Strother et van de Schootbrugge sont tombés sur du matériel vidéo fascinant publié sur YouTube par Fabian Weston, passionné de microscopie, de Sydney, en Australie. En 2020, Fabian Weston a placé une goutte d'eau prélevée dans un étang voisin en Nouvelle-Galles du Sud sur une lame de microscope et, en utilisant ses réglages avancés au Protist Lab, a photographié Euglena se déplaçant gracieusement dans et hors de la mise au point. Pour des raisons qui ne sont pas encore bien comprises mais qui pourraient être liées à la déshydratation de l'eau sous le capot, les Euglena s'agglutinent et forment une paroi épaisse avec des nervures en forme de sac trouvées dans les archives fossiles. « Involontairement, Fabian a fourni des preuves clés. Il est peut-être la seule personne sur la planète à avoir été témoin de la décomposition d'Euglena au microscope », a déclaré Strother.

Importance et prochaines étapes

Sur la base de toutes les pièces disponibles du puzzle, les auteurs relient les euglinoïdes d'un étang en Australie à des kystes fossiles vieux de plus de 400 millions d'années, créant ainsi un enregistrement chronologique approfondi des euglinoïdes. « Cela ouvre la porte à l'identification d'exemples encore plus anciens, par exemple issus de documents précambriens qui remontent à la racine de l'arbre de vie eucaryote », a déclaré Strother. « Maintenant que nous savons quels organismes ont produit ces kystes, nous pouvons également les utiliser dans des explications écologiques anciennes. Leur abondance autour de deux des plus grands événements d'extinction massive des 600 derniers millions d'années est un signe clair d'un bouleversement majeur sur les continents associé à augmentation des précipitations dans des conditions climatiques difficiles.

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« Cela est peut-être dû à leur capacité à se décomposer », a conclu Van de Schotbrugge. « Ces organismes ont enduré et ont survécu à toutes les extinctions majeures de la planète. Contrairement aux organismes géants détruits par les volcans et les astéroïdes, ces minuscules créatures ont survécu à tout. » Pour élargir la portée de leurs recherches, l'équipe a l'intention de se rendre prochainement en Australie pour rechercher des kystes d'Euglena conservés dans les sédiments des étangs et des lacs de Nouvelle-Galles du Sud.

Exemples stratigraphiques de Chomotriletes sl 1. Chomotriletes sp. Elion Shell (Utica, New York, États-Unis) ; Spécimen S14-2, Silurien (Wenlock). 2. Pseudoschizaea sp., noyau de Winterswijk (Pays-Bas) WINT15-02 ; Échantillon 15,5 Mo, Rhétique supérieur (Trias) 3. Pseudoschizaea sp. Cœur de la Statue (Nord de la France) ; Echantillon BOUST_44_58 de la région d'Argiles de Levallois, Rhétique supérieur (Trias). 4. Schizophrénie insipide sp. Noyau Chandela-1 (Allemagne du Nord) ; Échantillon SCH_338_00 de Contorta Schichten, Rhétique moyen (Trias). 5 Schizophrénie insipide sp. Noyau Chandela-1 (Allemagne du Nord) ; Échantillon SCH_338_00 de Contorta Schichten, Rhétique moyen (Trias). 6. Schizophrénie insipide sp. Noyau Chandela-1 (Allemagne du Nord) ; Échantillon SCH_335_50 de Contorta Schichten, Rhétique moyen (Trias). 7. Schizophrénie pseudosp. Le cœur de Mingolsheim (sud de l'Allemagne) ; Échantillonner MING41A des lits Triletes, partie supérieure du Rhétique (Trias). 8. Sachets concentrés sp. Du lac Vouliagmeni, Grèce. (Holocène). 9. Sachets concentrés sp. Carottage IODP U1478, canal du Mozambique (Pliocène), montrant les rivages incisés (cercle). 10. Sachets concentrés sp. Carotte IODP U1478, Canal du Mozambique (Pliocène), montrant la bifurcation côtière (flèche). 11. Sachets concentrés sp. Noyau IODP U1478, Canal du Mozambique (Pliocène).

Reconnaître un enregistrement étendu de kystes d'euglin : implications pour l'extinction massive de la fin du TriasRevue de paléontologie et paléontologie (accès libre)

l'astrobiologie,

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Le rover Perseverance observe la pale de rotor remorquée d'un hélicoptère Ingenuity à la surface de Mars (photos)

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Le rover Perseverance observe la pale de rotor remorquée d'un hélicoptère Ingenuity à la surface de Mars (photos)

La lame était cassée, toujours non forgée, et a été retrouvée sur Mars.

Des passionnés de l'espace examinant des images brutes du rover Perseverance de la NASA ont récemment découvert la pale d'hélicoptère cassée d'Ingenuity gisant dans le sable martien. Ingenuity a été définitivement cloué au sol à la suite de l'accident de perte de pale, un atterrissage difficile survenu à la fin de son vol le 18 janvier.

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L'épaisseur de la croûte de glace révèle la température de l'eau sur les mondes océaniques

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Les astrobiologistes de l'Université Cornell ont mis au point une nouvelle façon de déterminer la température des océans sur des mondes lointains en fonction de l'épaisseur de leurs coquilles de glace, réalisant ainsi efficacement une océanographie depuis l'espace.

Les données disponibles montrant la variation de l'épaisseur de la glace permettent déjà de prédire la partie supérieure de l'océan d'Encelade, l'une des lunes de Saturne, et l'étude orbitale prévue par la NASA sur la croûte glacée d'Europe devrait faire de même pour la lune jovienne, beaucoup plus grande, renforçant ainsi les conclusions de la mission quant à savoir si elle pourrait soutenir la vie. .

Les chercheurs suggèrent qu'un processus appelé « pompage de glace », qu'ils ont observé sous les plates-formes de glace de l'Antarctique, a probablement formé la face inférieure des coquilles glacées d'Europe et d'Encelade, mais doit également être à l'œuvre sur Ganymède et Titan, qui sont de grandes lunes de Jupiter et Saturne. successivement. Ils ont montré que les plages de températures dans lesquelles la glace et les océans interagissent – ​​des régions importantes où des composants de la vie peuvent être échangés – peuvent être calculées en fonction de la pente de la croûte de glace et des changements du point de congélation de l’eau à différentes pressions et salinités.

« Si nous pouvons mesurer le changement d'épaisseur de ces coquilles de glace, nous pourrons obtenir des contraintes de température dans les océans, ce qu'il n'y a pas d'autre moyen de faire sans les percer », a déclaré Brittney Schmidt, professeur adjoint d'astronomie et d'astrophysique. . Sciences de la Terre et de l'atmosphère. « Cela nous donne un autre outil pour essayer de comprendre le fonctionnement de ces océans. La grande question est : les choses y vivent-elles, ou peuvent-elles y vivre ? »

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Avec les membres actuels et anciens du Planetary Habitability and Technology Laboratory, Schmidt a co-écrit le livre « Ice-Ocean Interactions on Ocean Worlds Affecting the Topography of Ice Shells », publié dans la revue Journal de recherche géophysique : Planètes.

En 2019, à l'aide du robot télécommandé Icefin, l'équipe de Schmidt a observé de la glace pompée dans une fissure au fond de la plate-forme de glace de Ross, en Antarctique.

Les chercheurs ont cartographié les plages d'épaisseur, de pression et de salinité possibles de la croûte pour les mondes océaniques avec une gravité variable, et ont conclu que le pompage de glace se produirait dans les scénarios les plus probables, mais pas dans tous les scénarios. Ils ont découvert que les interactions entre la glace et les océans sur Europe pourraient être similaires à celles observées sous la plate-forme de glace de Ross, preuve que ces régions pourraient être parmi les plus semblables à la Terre sur des mondes extraterrestres, a déclaré Justin Lawrence, chercheur invité au Cornell Center. . d'astrophysique et de sciences planétaires et responsable de programme chez Honeybee Robotics.

La sonde Cassini de la NASA a produit suffisamment de données pour prédire la plage de température de l'océan d'Encelade, en fonction de l'inclinaison de sa croûte de glace des pôles à l'équateur : -1 095°C à -1 272°C. Connaître les températures permet de comprendre comment la chaleur circule dans les océans et comment elle se propage, affectant l'habitabilité.

Les chercheurs s'attendent à ce que le pompage de glace soit faible sur Encelade, une petite lune (aussi large que l'Arizona) avec une topographie spectaculaire, tandis que sur Europe plus grande – qui a à peu près la taille de la lune terrestre – ils s'attendent à ce qu'il fonctionne rapidement pour ramollir et aplatir la croûte glacée. . un socle.

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Ce travail montre comment la recherche sur le changement climatique sur Terre peut également bénéficier à la science planétaire, a déclaré Schmidt, c'est pourquoi la NASA a soutenu le développement d'ICEVEN.

« Il existe une relation entre la forme de la croûte de glace et la température de l'océan », a déclaré Schmidt. « C'est une nouvelle façon d'obtenir plus d'informations à partir des mesures de la croûte de glace que nous espérons pouvoir obtenir pour Europe et d'autres mondes. »

La recherche a été soutenue par les futurs chercheurs du programme FIESST (Earth and Space Science and Technology) de la NASA et par la National Science Foundation.

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Les astronomes découvrent un nouveau lien entre l'eau et la formation planétaire

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Les astronomes ont découvert de l'eau dans le disque entourant une jeune étoile où des planètes pourraient se former, révélant un nouveau lien entre l'ingrédient clé de la vie et la formation des planètes.

Jusqu’à présent, les chercheurs n’étaient pas en mesure de cartographier la façon dont l’eau est distribuée dans un disque stable et froid, le type de disque qui offre les meilleures conditions pour que les planètes se forment autour des étoiles.

Les observations, réalisées avec le grand télescope millimétrique/submillimétrique d'Atacama (ALMA), ont révélé au moins trois fois la quantité d'eau trouvée dans tous les océans de la Terre dans le disque interne de la jeune étoile semblable au soleil HL Tauri, située à 450 mètres d'altitude. dans des années. Loin de la Terre dans la constellation du Taureau.

« Je n'aurais jamais imaginé que nous pourrions capturer une image d'océans de vapeur d'eau dans la même région où la planète était susceptible de se former », a déclaré Stefano Facchini, astronome à l'Université de Milan en Italie, qui a dirigé l'étude.

Il a ajouté : « Nos résultats montrent comment la présence d'eau peut affecter l'évolution d'un système planétaire, tout comme cela s'est produit il y a environ 4,5 milliards d'années dans notre système solaire. »

« Il est vraiment remarquable que nous puissions non seulement détecter, mais aussi capturer des images détaillées et résoudre spatialement la vapeur d'eau à une distance de 450 années-lumière de la Terre », a déclaré le co-auteur Leonardo Testi, astronome à l'Université de Bologne en Italie. . nous. »

Les observations réalisées par ALMA, dont l'Observatoire européen austral (ESO) est partenaire, permettent aux astronomes de déterminer la répartition de l'eau dans différentes régions du disque.

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Selon l'étude publiée dans la revue Nature Astronomy, une grande quantité d'eau a été trouvée dans la région où se trouve une lacune connue dans le disque de HL Tauri.

Les chercheurs affirment que cela indique que la vapeur d’eau peut affecter la composition chimique des planètes qui se forment dans ces régions.

« C'est vraiment excitant de voir de première main, sur l'image, des molécules d'eau libérées par des particules de poussière glacée », a déclaré Elizabeth Humphreys, astronome à l'ESO qui a également participé à l'étude.

Les grains de poussière qui composent le disque sont les graines de la formation planétaire, entrant en collision et se collant pour former des objets plus gros.

Les astronomes pensent que lorsqu’il fait suffisamment froid pour que l’eau gèle et se transforme en particules de poussière, les objets se collent mieux les uns aux autres, créant ainsi l’endroit idéal pour la formation des planètes.

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