Le Chert de Rhynie est un dépôt sédimentaire contenant des fossiles du Dévonien, datés de 407 millions d’années, découvert à partir de 1912 près du village de même nom, en Écosse. Enchâssés dans une roche dure composée principalement de silice, ces multiples fossiles constituent un témoignage précieux de la vie de cette période. Une vie qui n’est pas aisée à comprendre tant les formes et les organisations sont variées et différentes de ce que l’on connaît actuellement. A tel point que les paléontologues ont parfois du mal à classer leurs découvertes entre algues, vers, ou champignons. Un outil permettant de les discriminer serait bienvenu et c’est exactement ce à quoi les travaux des scientifiques de l’Université d’Édimbourg sont parvenus.
Sonder au plus profond des fossiles
Pour ce faire, les auteurs de ce travail, qui est salué dans la revue Nature Communications, (voir ci-dessous) ont combiné les dernières techniques d’imagerie avec l’analyse de données et l’apprentissage automatique pour étudier les fossiles. En utilisant notamment la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier qui permet d’identifier les structures moléculaires et chimiques, ils ont pu collecter une quantité de données moléculaires et chimiques dans les cellules, les tissus et les organismes présents dans la roche. Comme ils savaient déjà quels organismes représentaient la plupart des fossiles, les chercheurs ont pu identifier des empreintes qui permettent de distinguer de manière fiable les champignons, les bactéries et d’autres groupes.
un « nématophyte » tubulaire
Ces empreintes ont ensuite été utilisées pour identifier certains des spécimens les moins connus du Chert de Rhynie, notamment deux exemplaires d’un énigmatique « nématophyte » tubulaire dont on ne savait pas très bien s’il s’agissait d’algues, de plantes ou de champignons. Les nématophytes ou nématophytes sont un groupe paraphylétique d’organismes terrestres, comprenant probablement certaines plantes ainsi que des algues connues uniquement par les archives fossiles, de la période silurienne jusqu’au début du dévonien. Ils ont découvert qu’il est peu probable qu’il s’agisse de lichens ou de champignons. Il s’agirait donc d’algues.
L’équipe a ensuite introduit ses données dans un algorithme d’apprentissage automatique qui a été en mesure de classer les différents organismes avec succès. Il pourra, à l’avenir, servir à l’étude d’autres sites de fossiles où l’identification des restes est rendu difficile par l’état de conservation ou la rareté des échantillons.
Reference
- Molecular fingerprints resolve affinities of Rhynie chert organic fossils
Nature Communications
volume14, Article number: 1387 (2023)
Published: 13 March 2023
Abstract
The affinities of extinct organisms are often difficult to resolve using morphological data alone. Chemical analysis of carbonaceous specimens can complement traditional approaches, but the search for taxon-specific signals in ancient, thermally altered organic matter is challenging and controversial, partly because suitable positive controls are lacking. Here, we show that non-destructive Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) resolves in-situ molecular fingerprints in the famous 407 Ma Rhynie chert fossil assemblage of Aberdeenshire, Scotland, an important early terrestrial Lagerstätte. Remarkably, unsupervised clustering methods (principal components analysis and K-mean) separate the fossil spectra naturally into eukaryotes and prokaryotes (cyanobacteria). Additional multivariate statistics and machine-learning approaches also differentiate prokaryotes from eukaryotes, and discriminate eukaryotic tissue types, despite the overwhelming influence of silica. We find that these methods can clarify the affinities of morphologically ambiguous taxa; in the Rhynie chert for example, we show that the problematic “nematophytes” have a plant-like composition. Overall, we demonstrate that the famously exquisite preservation of cells, tissues and organisms in the Rhynie chert accompanies similarly impressive preservation of molecular information. These results provide a compelling positive control that validates the use of infrared spectroscopy to investigate the affinity of organic fossils in chert.
Europe Solidaire 
Une réflexion sur « 24/03/2023 Découverte d’empreintes chimiques d’algues vieilles de 400 millions d’années »