Un cadavre vieux de 5 300 ans, conservé dans la glace, abrite toujours des micro-organismes vivants. C'est la découverte troublante que des chercheurs viennent de faire sur Ötzi, cette momie naturelle découverte en 1991 dans les Alpes italiennes. L'équipe a analysé des échantillons prélevés sur le corps, à l'intérieur de celui-ci, ainsi que dans la chambre froide où il est entreposé.
L'objectif était simple: distinguer les microbes qui vivaient dans l'intestin d'Ötzi de son vivant de ceux qui se sont installés après sa mort, soit dans le glacier, soit au musée. Pour cela, les scientifiques ont comparé l'ADN ancien très dégradé avec celui de microbes plus récents. Un travail de précision qui offre une photographie inédite du monde invisible accompagnant cette momie.
Ötzi a été découvert dans les Alpes, à 3 210 mètres d'altitude.
Un écosystème microbien vieux de cinq millénaires
Les chercheurs ont retrouvé des bactéries intestinales originales, proches de celles des premières populations humaines. Ces souches sont aujourd'hui très rares chez les habitants des pays industrialisés. Ötzi constitue donc une vue unique sur notre passé microbien, avant les changements liés à l'alimentation moderne et aux antibiotiques.
De manière inattendue, des levures adaptées au froid ont été isolées sur la peau, dans l'eau de fonte interne et dans l'estomac. Leur ADN présente des similitudes avec celui de souches trouvées en Antarctique. Ces champignons microscopiques sont donc probablement originaires de l'environnement glaciaire où Ötzi a été retrouvé.
Certains de ces microbes pourraient même être encore actifs. Les généticiens ont observé à la fois de l'ADN très dégradé et de l'ADN bien conservé. Cela indique que ces levures ne sont pas de simples vestiges du passé: elles continuent d'exister, peut-être à l'état dormant, sous la température de −6 °C et la forte humidité de la chambre de conservation.
Le microbiologiste Mohamed Sarhan examine des colonies de levures prélevées dans un échantillon de l'estomac d'Ötzi. Crédits: Eurac Research | Andrea De Giovanni
Des levures qui posent question pour la conservation
Trois des quatre levures identifiées possèdent un gène leur permettant de décomposer le phénol. Or, ce composé a été utilisé juste après la découverte d'Ötzi pour tuer des champignons à la surface de la momie. Les levures auraient donc pu utiliser cette substance comme source de nourriture, ce qui soulève des interrogations sur les méthodes de conservation passées.
Aujourd'hui, les conditions sont très stables, avec une surveillance microbiologique stricte. La momie ne montre aucun signe de dégradation. Mais cette étude, publiée dans la revue Microbiome, montre qu'un équilibre délicat existe entre la préservation et l'activité microbienne. Les scientifiques appellent à poursuivre les recherches pour protéger Ötzi pour les générations futures.
Au-delà de la momie, ces micro-organismes adaptés au froid pourraient trouver des applications industrielles, par exemple dans des processus de fermentation à basse température, moins énergivores. Une piste que les chercheurs comptent bien explorer.
Pour aller plus loin: comment sait-on qu'un microbe est ancien ?
L'ADN est une molécule fragile. Avec le temps, elle se fragmente sous l'effet de l'eau, des rayonnements ou des variations de température. Plus un microbe est vieux, plus ses brins génétiques sont courts et coupés en petits morceaux. Les scientifiques mesurent cette longueur pour estimer l'âge relatif d'un échantillon.
Au-delà de la fragmentation, certaines bases chimiques se transforment spontanément. Par exemple, la cytosine devient souvent de l'uracile, une modification rare chez les organismes vivants mais fréquente sur l'ADN ancien. En détectant ces changements spécifiques, les chercheurs peuvent distinguer un microbe vieux de plusieurs millénaires d'une contamination récente.
Ces techniques ont été appliquées aux levures d'Ötzi. Les chercheurs ont observé de l'ADN très court et des signatures de dégradation typiques, prouvant que ces microbes accompagnaient bien la momie depuis des milliers d'années. En parallèle, la présence d'ADN intact sur les mêmes échantillons suggère que certaines cellules sont restées viables jusqu'à aujourd'hui.
Une levure peut-elle vraiment rester vivante 5 000 ans ?
Oui, à condition d'entrer dans un état de dormance profonde. Face au froid, au manque de nutriments ou à la dessiccation, certaines levures ralentissent leur métabolisme jusqu'à l'arrêter presque complètement. Elles ne se divisent plus, ne consomment plus d'énergie, mais conservent leur intégrité cellulaire. Cet état, appelé cryptobiose, permet une survie extrêmement longue.
Dans les échantillons prélevés sur Ötzi, les chercheurs ont réussi à cultiver des levures en laboratoire. Cela signifie que ces cellules, restées 5 300 ans sur la momie, étaient toujours capables de se réveiller et de se multiplier une fois placées dans des conditions favorables. La preuve est formelle: leur viabilité n'a pas été totalement perdue.
Le froid constant du glacier, puis de la chambre de conservation à −6 °C, a joué un rôle de préservateur. Les levures adaptées aux basses températures possèdent des protéines antigel qui empêchent la formation de cristaux à l'intérieur de leurs cellules. Ainsi protégées, elles peuvent patienter des millénaires, guettant le retour d'un environnement plus clément.