Experiment Life - Gabonionta

A world premiere - the Natural History Museum in Vienna is the first to show the oldest fossils of macroscopic multicellular life.

In 2010, an article in the journal Nature hit like a bombshell. The French-Moroccan geologist Abderrazak El Albani from the University of Poitiers and French National Center for Scientific Research (CNRS) described the oldest macrofossils of complex, colonial organisms from 2.1-billion-year-old shales from Gabon. These outstanding fossils were investigated by an international team of scientists led by Professor El Albani. This sensational discovery fundamentally changed our understanding of evolution and pushed back the known origin of multicellularity about 1.5 billion years.

Despite their evidence for the evolution of life, the Gabon fossils have never before been open to the public. The Natural History Museum Vienna for the first time provides insight into the world of the Gabonionta. The exhibition has been enabled by the cooperativeness of Prof. Dr. Abderrazak El Albani from the University of Poitiers-CNRS and by the initiative of Dr. Jean-Luc Steffan, Attaché for science and university cooperation at the French embassy in Vienna.

The best-preserved specimens will be presented in two display cabinets in hall 6 to document the variety of this oldest known complex ecosystem. Video clips feature virtual 3D reconstructions of several individuals. These animations are based on Micro-CT data and provide a spectacular insight into the internal organization of the organisms. Further information is provided in a 40-minute film by the University of Poitiers, featuring expert interviews and views of the fossil-locality. For the exhibition the film was translated from French into German by the Institute of Translation Science of the University of Innsbruck, under the guidance of Mag. Martina Mayer, in cooperation with the French Embassy in Vienna.

The exhibition is being curated by staff members of the Geological-Paleontological Department of the NHM together with Prof. Dr. Abderrazak El Albani.

Complexity and coordinated growth

More than 450 specimens from 45 different horizons have been found so far. The up to 17-cm-sized fossils represent several distinct morphotypes. Some specimens are more or less circular in outline, others are elongate and resemble flatworms. It remains unclear if the various shapes represent distinct species or if all the fossils derive from a single variable species. Nevertheless, the morphological groups can be categorized in distinct morphotypes, pointing to the presence of numerous species. El Albani and his team analyzed the fossils in a Micro-CT to document their internal structure. These data enable a virtual 3D-reconstruction and revealed a common organization of the Gabonionta. An ellipsoid or spherical central element is typical. It was flexible and often exhibits several folds. The folding might have been caused by postmortem deformation of the gelatinous central element. This central body is surrounded by a fringe with distinct radial structure and scalloped margin. El Albani interpreted this complex organization as the geologically oldest evidence for coordinated growth and intercellular communication.

The quarry is located a few kilometers NW from Franceville in the basin of the same name, in which Paleoproterozoic sand- and silt/mudstones of the Franceville Group are exposed over an area of 35,000 km².

The fossils were collected from black shales that were once deposited in coastal environments of a shallow sea. Many slabs yield numerous fossils in-situ with densities of up to 40 specimens per m². Apparently, the Gabonionta lived in dense colonies on the sediment-surface of a shallow sea with oxygenated water. Now, the organisms are preserved as print and counter-print in pyrite and iron oxides. This preservation allowed El Albani’s team to exclude that the fossils are abiogenic structures. Mass-spectrometry analyses of the sulfur isotopes revealed depleted δ34S values in pyrite crystals within the fossils. This signature points to early pyritization of the organic remnants by sulphate-reducing bacteria. A further proof is the isotopic composition of the organic carbon within the fossils, which differs from that of the host rock.

Si la vie nous était contée: les Gabonionta

C’est une première mondiale: le Musée d’histoire naturelle de Vienne présente les plus anciens fossiles macroscopiques d’organismes multicellulaires.

En 2010, un article publié dans la revue Nature a fait l’effet d’une bombe. Le géologue franco-marocain Abderrazak El Albani de l’Université de Poitiers et du CNRS a découvert au Gabon les plus anciens fossiles d’organismes complexes et coloniaux dans des schistes argileux datant de 2,1 milliards d’années. Ces extraordinaires fossiles ont été étudiés par une équipe internationale de chercheurs, coordonnée par le Pr El Albani. Cette découverte sensationnelle a fondamentalement changé notre compréhension de l’évolution de la vie et a repoussé l’origine connue de la vie multicellulaire et macroscopique de plus de 1,5 milliard d’années.

Datés de 2,1 milliards d’années, les fossiles du Gabon ont permis de faire reculer le curseur de l’émergence de la vie multicellulaire sur terre de plus d’un milliard d’années, d’où leur importance pour l´histoire de la vie à l´échelle de la planète. Ils représentent le plus vieil écosystème connu et n´ont jamais été présentés au public. Du 12 mars au 30 juin 2014, le Musée d´histoire naturelle de Vienne donnera pour la première fois au monde un aperçu de l’univers des Gabonionta. Ces macro-fossiles ont été découverts en 2008 par le Pr Dr Abderrazak El Albani, de l´Université de Poitiers – CNRS, à la tête d´une équipe internationale. Cette exposition a pu voir le jour grâce à l’esprit de coopération du Pr Dr El Albani et à l’aide de Monsieur Dr Jean-Luc Steffan, Attaché de coopération scientifique et universitaire de l’Ambassade de France à Vienne.

Les spécimens les mieux conservés seront présentés dans deux vitrines de la salle 6 pour illustrer la richesse du plus ancien écosystème complexe connu. Des vidéos montreront au public des reconstructions virtuelles en 3D de plusieurs spécimens : ces animations basées sur des données collectées par un micro-tomographe donneront aux visiteurs un aperçu spectaculaire de la morphologie interne des Gabonionta.

Un film documentaire de 40 minutes de l’Université de Poitiers permettra aux visiteurs d’obtenir de plus amples informations : ponctué d’interviews faites avec des spécialistes, il convie à un voyage sur le site de découverte gabonais. Les textes du documentaire ont été traduits du français vers l’allemand par des étudiants de l’INTRAWI (Institut de Traductologie de l’Université d’Innsbruck, Autriche), son doublage allemand a pu être réalisé grâce à l’engagement de nombreux volontaires. Ce projet de traduction, accompli en coopération avec l’Ambassade de France à Vienne et l’Institut français de Vienne, a été coordonné par Mademoiselle Mag. Martina Mayer et parrainé par le Pôle interdisciplinaire d’études françaises de l’Université d’Innsbruck.

L’exposition a été organisée par des collaborateurs du Département de Géologie et de Paléontologie du Musée d’histoire naturelle de Vienne et par le Pr Dr Abderrazak El Albani.

Formes de vie complexes et croissance structurée

Plus de 450 spécimens provenant de 45 horizons différents ont été récoltés à ce jour. D’une taille atteignant 17 cm, ces fossiles constituent des morphotypes différents. Certains spécimens présentent une morphologie plus ou moins circulaire, d’autres ont une forme plus allongée faisant penser à des vers aplatis. Jusqu'à aujourd’hui, il n’est pas possible d’affirmer si ces différentes formes constituent des espèces distinctes ou illustrent la variabilité de forme au sein d’une même espèce. Néanmoins, en raison des différences évidentes entre les morphotypes, il est probable que de nombreuses espèces coexistaient. Pour comprendre la structure interne des Gabonionta, El Albani et son équipe ont analysé les spécimens à l’aide d’un micro-tomographe. Les données ainsi collectées ont permis de reconstruire des modèles virtuels en 3D qui révèlent l’organisation interne commune des Gabonionta : un élément central de forme ellipsoïde ou sphérique, typique de ces organismes. Cet élément vraisemblablement flexible présente souvent plusieurs plissements ce qui est probablement dû a une déformation post-mortem de l’élément central gélatineux. Celui-ci présente une fabrique radiale en bordure, plus ou moins courbée et étendue. El Albani estime que la morphologie complexe des Gabonionta est le plus ancien indice géologique d’une croissance structurée et d’une communication intercellulaire.

Le site de découverte des fossiles se situe à quelques kilomètres au nord-ouest de Franceville, dans le bassin francevillien où s’étendent sur une surface de plus de 35 000 km² le grès ainsi que les silts et les argilites de la montagne de Franceville. Les fossiles ont été trouvés dans des schistes argileux noirs issus d’un environnement marin côtier d’eau peu profonde. De nombreuses plaques présentent un grand nombre de fossiles : in-situ, on y trouve parfois jusqu’à 40 spécimens par mètre carré. Apparemment, les Gabonionta vivaient en grandes colonies sur les hauts-fonds marins plats. Les fossiles conservés sous forme d’empreinte et de contre-empreinte ont été transformés en pyrite et oxyde de fer. Grâce à cette conservation, l’équipe d’El Albani a pu apporter la preuve géochimique qu’il s’agissait bel et bien de matière vivante fossilisée. Des analyses de pointe comme la spectrométrie de masse au sujet des isotopes du soufre de la pyrite ont montré une signature δ34S très faible dans les fossiles. Ces signatures indiquent que la pyritisation a eu lieu déjà au cours du dépôt sédimentaire et qu’elle a été entraînée par des bactéries réductrices de sulfate. En plus, le carbone organique dans les fossiles présentait d’autres signatures C13 que les sédiments voisins.

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