Acquisition tardive de la voie de fixation du carbone rTCA par Chlorobi

Nature Ecologie & Evolution (2023)Citer cet article

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Le cycle de l’acide tricarboxylique inverse (rTCA) est présenté comme un mode primordial de fixation du carbone en raison de sa propension autocatalytique et de son intolérance à l’oxygène. Cependant, malgré cette antiquité présumée, les premiers enregistrements rocheux fournissent peu de preuves à l'appui. En fait, sur la base de l'héritage chimérique des étapes du cycle rTCA au sein des Chlorobiaceae, même l'utilisation des archives fossiles chimiques de ce groupe est désormais sujette à caution. Alors que la formation de Barney Creek, vieille de 1,64 milliard d'années, contient des fossiles chimiques des premiers caroténoïdes putatifs connus dérivés des Chlorobiaceae, les interférences de la matrice d'hydrocarbures qui l'accompagne ont jusqu'à présent empêché les mesures des isotopes du carbone nécessaires pour établir la physiologie des organismes qui les ont produits. Surmontant cet obstacle, nous rapportons ici une suite de mesures d'isotopes du carbone spécifiques à un composé identifiant un écosystème dominé par les cyanobactéries et comportant des bactéries hétérotrophes. Nous démontrons que le chlorobactane est appauvri en 13C par rapport à ses équivalents contemporains, ne montrant qu'un léger enrichissement en 13C par rapport aux caroténoïdes cyanobactériens coexistants. L’absence de cette empreinte isotopique diagnostique confirme à son tour les hypothèses phylogénomiques qui appellent à l’assemblage tardif du cycle rTCA et, donc, à l’acquisition retardée de l’autotrophie au sein des Chlorobiaceae. Nous suggérons que l'oxygénation progressive du système terrestre a provoqué une augmentation de l'inventaire des sulfates marins, fournissant ainsi la pression sélective nécessaire pour alimenter la transition néoprotérozoïque vers une photoautotrophie économe en énergie au sein des Chlorobiaceae.

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