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Les os fossilisés de dinosaures abritent diverses communautés microbiennes

Les os fossilisés de dinosaures abritent diverses communautés microbiennes

Selon une étude publiée la semaine dernière (18 juin) dans eLife, les os fossilisés de dinosaures abritent une communauté diversifiée de microbes mais probablement pas d'anciennes protéines. Les travaux, basés sur des analyses d'échantillons datant du Crétacé, soutiennent l'idée que les os fossilisés sont des systèmes ouverts qui interagissent avec les sédiments qui les entourent et alimentent le débat en cours sur la durée pendant laquelle les protéines et autres biomolécules peuvent résister à la dégradation.


"Cela a confirmé ce que je pensais", déclare David Martill, paléobiologiste à l'université de Portsmouth, au Royaume-Uni, qui n'a pas participé à l'étude. "Les os sont des choses tellement poreuses. . . . Ils ne constituent pas une barrière pour les bactéries, les champignons ou tout autre organisme microscopique, ils sont ouverts à l'invasion."


Certains des rapports les plus médiatisés sur les protéines anciennes ont été basés sur des échantillons vieux de dizaines de millions d'années. Le laboratoire de la paléontologue Mary Schweitzer de l'université d'État de Caroline du Nord, par exemple, a publié de nombreux articles décrivant la présence de tissus mous et de protéines dans des morceaux d'os de Tyrannosaurus rex et d'autres dinosaures de la période du Crétacé.


Si certains chercheurs ont salué ces travaux, un certain nombre de paléobiologistes qui étudient la chimie de la dégradation des protéines ont mis en doute ces affirmations, arguant que, même dans des conditions favorisant la préservation, les peptides ne peuvent survivre intacts dans les os plus de quelques millions d'années. Ces chercheurs ont réinterprété les tissus mous et les protéines anciennes comme des biofilms créés par des microbes envahisseurs ou le résultat d'une contamination récente en laboratoire ou sur le terrain.

 

Afin de déterminer si les os du Crétacé pouvaient effectivement conserver des protéines anciennes, le paléontologue Evan Saitta, qui vient de terminer son doctorat à l'université de Bristol, a collecté des spécimens fossiles frais dans le parc provincial Dinosaur, dans l'Alberta, au Canada. Il a pris des précautions pour maintenir un environnement aseptique, explique-t-il à The Scientist, notamment en blanchissant et en nettoyant au chalumeau les outils d'excavation utilisés sur le site et en emballant les échantillons dans du papier d'aluminium stérilisé. 

 

 

Des laboratoires de l'université de Princeton et de Bristol ont ensuite effectué une série de tests sur les fossiles, ainsi que sur des échantillons de contrôle, notamment des argiles provenant du site de collecte et des os de divers animaux modernes. Nous avons utilisé une demi-douzaine de techniques différentes qui nous donnent des informations sur tout, de la structure de ces "tissus mous" dans l'os [fossilisé] à leur analyse élémentaire, en passant par des aspects plus détaillés de leur chimie", explique Saitta. "Elles ne parviennent pas à fournir des preuves solides, ou vraiment beaucoup de preuves du tout, pour les protéines originales".


L'équipe a toutefois trouvé des preuves abondantes de la présence de microbes. "Nous avons utilisé le séquençage du gène de l'ARNr 16S pour caractériser la communauté microbienne", explique Renxing Liang, coauteur de l'étude et post-doctorant dans le groupe de géomicrobiologie de Tullis Onstott à l'université de Princeton. "De manière surprenante, nous avons constaté que le rendement en ADN dans l'os était beaucoup plus élevé, presque 50 fois plus élevé que dans la mudstone adjacente. ... . . Cela suggère qu'une sorte de nutriments pourrait être capable de soutenir la croissance des micro-organismes dans l'os. "


Matthew Collins, chercheur en paléoprotéomique à l'Université de Cambridge, qui a discuté du projet avec Saitta et d'autres coauteurs mais n'a pas participé aux recherches, se dit "ravi" que ces travaux aient été réalisés. "Ils ont appliqué une batterie de méthodes différentes et sont arrivés à la conclusion que, oui, il y a bien de la matière organique là-dedans, mais que la matière organique qu'ils ont trouvée n'indique pas qu'il s'agit de la protéine originale de l'os fossile."


Collins note que les méthodes de l'équipe excluent certains des outils, tels que les anticorps, utilisés par d'autres groupes pour rechercher des protéines dans les os de dinosaures. (Les auteurs écrivent dans leur article que les méthodes immunohistochimiques peuvent conduire à des faux positifs pour certains types de protéines). Il ajoute que l'absence de protéines anciennes dans un ensemble d'échantillons ne peut bien sûr pas exclure leur présence dans un autre.

Dinosaure

Mme Schweitzer, qui a utilisé des anticorps ainsi que d'autres techniques de détection des protéines, déclare à The Scientist que la nouvelle étude "ne réfute pas ce que nous avons fait". Elle précise que les méthodes de détection des protéines utilisées dans l'article sont moins sensibles et moins spécifiques que celles utilisées par son équipe, et que la présence de microbes n'annule pas la présence de biomolécules endogènes telles que les protéines.


"Vous ne testez pas scientifiquement une hypothèse érigée par quelqu'un d'autre si vous n'utilisez pas ses méthodes", dit Schweitzer. "Quand on met tous ces éléments ensemble, il n'est pas surprenant qu'ils ne trouvent pas ce que nous trouvons".


Saitta, maintenant postdoc au Field Museum de Chicago, dit que lui et ses collègues prévoient d'étudier plus avant les communautés microbiennes vivant dans les fossiles, et de voir si ces communautés diffèrent selon l'environnement dans lequel un fossile est préservé.


Les travaux du groupe pourraient contribuer à stimuler la recherche sur la façon dont les microbes eux-mêmes influencent la fossilisation et la préservation, explique M. Martill. "Je suis sûr que cette étude sera à la base d'une recherche beaucoup plus large sur les processus bactériens qui modèrent et contrôlent la nature des fossiles."



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