Des preuves fossiles de la photosynthèse remontent d’un milliard d’années.

Il n’est pas exagéré de suggérer que l’événement le plus significatif sur Terre a été l’évolution de la photosynthèse. La capacité de récolter de l’énergie à partir de la lumière a libéré la vie de la nécessité de se nourrir de son environnement. Avec cette nouvelle capacité, la vie est devenue plus complexe et a envahi de nouveaux environnements, modelant finalement la Terre. Pour un événement aussi important, nous en savons étonnamment peu à son sujet. Le suivi de la présence d’oxygène dans l’atmosphère suggère que la photosynthèse a évolué il y a au moins 2,4 milliards d’années, bien que l’augmentation des niveaux d’oxygène se révèle être impressionnamment complexe. Le suivi des variations des gènes actuels situe l’origine de la photosynthèse il y a environ 3 milliards d’années. Ce calendrier est similaire à l’origine des cyanobactéries photosynthétiques, qui vivent toujours indépendamment et ont été intégrées dans les cellules végétales sous forme de chloroplaste. Ce que nous n’avons pas, c’est une preuve claire de cellules photosynthétiques de l’âge similaire. Quelques microfossiles présentant des similarités avec les cyanobactéries ont été identifiés, mais il est impossible de déterminer s’ils fabriquaient les protéines qui alimentent la photosynthèse. À présent, de nouveaux fossiles décrits par une équipe de l’Université de Liège poussent les preuves incontestables de la photosynthèse en arrière, il y a plus d’un milliard d’années, jusqu’à 1,7 milliard d’années. Le travail repose sur l’identification de structures appelées membranes thylakoïdes. Ce sont des piles de membranes en forme de disque qui augmentent la surface de la cellule pouvant héberger des complexes de protéines photosynthétiques. Toutes les cyanobactéries actuelles ne possèdent pas de membranes thylakoïdes, mais elles se trouvent dans les chloroplastes des cellules végétales. Pour rechercher des thylakoïdes, les chercheurs ont obtenu de petits corps de cellules semblables à partir de roches sédimentaires de plusieurs sites. Ils ont préparé des sections très fines de ces roches et ont ensuite effectué une microscopie électronique pour résoudre certains des détails à l’intérieur des cellules. Cela leur a permis de repérer des caractéristiques qui ne faisaient que quelques dizaines de nanomètres de large.