VIE × ÉVOLUTION

La photosynthèse apprend à casser l’eau

il y a ~3,2 à 2,8 milliards d’années

Archéen · Mésoarchéen

Capter la lumière est facile ; casser l’eau est difficile. Des microbes, ancêtres de nos cyanobactéries, ont pourtant trouvé comment disloquer la molécule d’eau pour lui prendre ses électrons, en rejetant l’oxygène comme un déchet. C’est la photosynthèse oxygénique : de toute l’histoire du métabolisme, l’invention la plus lourde de conséquences, et, autant qu’on puisse en juger, elle n’a eu lieu qu’une seule fois.

Pourquoi c’est important

Tout ce qui respire respire l’oxygène de cette réaction. Elle a aussi armé la crise qui venait : une source intarissable d’un gaz qui était un poison pour presque tout ce qui vivait alors.

Datation et incertitude

Aucun fossile n’enregistre l’invention elle-même. Son âge se lit dans l’ordre de branchement des gènes cyanobactériens et dans les traces chimiques d’un oxygène présent dans les roches bien avant de l’être dans l’atmosphère, ce qui la place au Mésoarchéen, entre 3,2 et 2,8 milliards d’années. La machinerie ne se voit directement que bien plus tard : des thylakoïdes, ces feuillets empilés où se déroule la réaction, conservés dans des cellules fossiles de 1,75 milliard d’années.

Sources

1. Fournier et al. (2021), Proceedings of the Royal Society B · The Archean origin of oxygenic photosynthesis and extant cyanobacterial lineages
2. Sánchez-Baracaldo et al. (2022), Trends in Microbiology · Cyanobacteria and biogeochemical cycles through Earth history
3. Lepot (2020), Earth-Science Reviews · Signatures of early microbial life from the Archean (4 to 2.5 Ga) eon
4. Demoulin et al. (2024), Nature · Oldest thylakoids in fossil cells directly evidence oxygenic photosynthesis

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