Une fenêtre sur la vie sur Mars

Publié par Redbran le 22/06/2022 à 13:00
Source: Université McGill
Sous le pergélisol de la source de Lost Hammer, dans le Haut-Arctique canadien, se trouve un milieu extrêmement salé, très froid et presque dépourvu d'oxygène comparable à certaines régions de Mars. C'est l'endroit où aller pour quiconque s'intéresse aux formes de vie (La vie est le nom donné :) qui pourraient exister ou avoir existé sur Mars. Des travaux intensifs dans des conditions extrêmement difficiles ont mené une équipe de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) de l'Université McGill (L’Université McGill, située à Montréal au Québec, est une des...) à la découverte de microbes encore jamais répertoriés. Tirant parti de techniques de génomique (La génomique est une discipline de la biologie moderne. Elle étudie le fonctionnement...) de pointe, les chercheurs ont également recueilli des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) sur le métabolisme (Le métabolisme est l'ensemble des transformations moléculaires et énergétiques...) de ces microbes.

Dans une étude publiée récemment dans The ISME Journal, les scientifiques ont démontré, pour la première fois, que des populations microbiennes vivant dans le Haut-Arctique canadien, dans des conditions similaires à celles qui règnent sur Mars, pouvaient survivre en absorbant des composés inorganiques simples également présents sur Mars - méthane (Le méthane est un hydrocarbure de formule brute CH4. C'est le plus simple composé de la...), sulfure (En chimie, un sulfure est un composé chimique ou la combinaison de soufre avec un degré...), sulfate, monoxyde de carbone (Le monoxyde de carbone est un des oxydes du carbone. Sa formule brute s'écrit CO et sa formule...) et dioxyde de carbone (Le dioxyde de carbone, communément appelé gaz carbonique ou anhydride carbonique, est un...). Cette découverte est si intéressante que l'Agence spatiale européenne (L’Agence spatiale européenne (ASE) (en anglais European Space Agency : ESA) est...) a sélectionné des échantillons des sédiments de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) de la source Lost Hammer, qui serviront à la mise à l'essai des capacités de détection de la vie des instruments devant être utilisés lors de la prochaine mission ExoMars (ExoMars est le nom d'une mission spatiale de l'Agence spatiale européenne prévue pour...).


Une analyse génomique de microbes prélevés sur des sédiments de surface près de la source de Lost Hammer, à environ 900 km au sud du pôle Nord (Le pôle Nord géographique terrestre, ou simplement pôle Nord, est le point le plus...), au Canada, pourrait fournir des données intéressantes sur le type de formes de vie susceptibles d'exister, ou d'avoir existé, sur Mars.
© McGill

Un modèle de la vie sur Mars Située au Nunavut dans le Haut-Arctique canadien, la source de Lost Hammer est l'une des sources terrestres les plus froides et les plus salées découvertes à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...). L'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) qui peut traverser jusqu'à 600 mètres de pergélisol pour atteindre la surface présente une salinité extrême de 24 %, se maintient à une température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) avoisinant les -5 °C et est pratiquement dépourvue d'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de...) (niveau d'oxygène dissous inférieur à 1 ppm). La source Lost Hammer ne gèle jamais en raison de sa très forte concentration en sel; l'habitat aquatique reste donc liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) malgré des températures négatives.

Ces conditions sont similaires à celles de certaines régions sur Mars, où de vastes dépôts de sel et des sources salines froides potentielles ont été observés. Des études précédentes ont fait état de traces (TRACES (TRAde Control and Expert System) est un réseau vétérinaire sanitaire de...) de microbes dans des milieux s'apparentant à ceux qu'on trouve sur Mars, mais celle-ci est l'une des rares à révéler la présence de microbes vivants et actifs.

L'équipe de recherche de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) McGill, dirigée par le professeur Lyle Whyte du Département des sciences des ressources naturelles, s'est mise en quête de données sur les formes de vie qui pourraient exister sur Mars. À l'aide d'outils génomiques de pointe et de méthodes de microbiologie (La microbiologie est une sous-discipline de la biologie basée sur l'étude des...) cellulaire, elle a détecté et caractérisé une population microbienne jamais répertoriée et, surtout, active. La recherche de microbes dans cette source exceptionnelle, puis le séquençage (En biochimie, le séquençage consiste à déterminer l'ordre linéaire des...) de leurs ADN et ARNm, n'ont pas été chose facile.

Une forme de vie adaptée aux conditions extrêmes

"Ce n'est qu'au bout de quelques années de travail sur les sédiments que nous avons réussi à détecter la présence de populations microbiennes actives", explique Elisse Magnuson, doctorante au laboratoire du Pr Whyte et auteure principale de l'article. "La salinité du milieu nuit à l'extraction et au séquençage des microbes. La découverte de traces de populations microbiennes actives a donc été particulièrement gratifiante."

L'équipe a isolé et séquencé l'ADN des microbes prélevés dans la source et a ainsi pu reconstruire le génome (Le génome est l'ensemble du matériel génétique d'un individu ou d'une...) d'environ 110 microorganismes, dont la plupart n'avaient jamais été observés auparavant. À partir de ces génomes, les chercheurs ont découvert comment les microorganismes arrivaient à survivre et à se développer dans ce milieu inhospitalier, recueillant ainsi des données pouvant s'appliquer à des formes de vie potentielles dans des milieux similaires. Grâce au séquençage de l'ARNm, l'équipe a repéré des gènes actifs dans les génomes et caractérisé des microbes très inhabituels qui se métabolisaient dans ces conditions extrêmes.

La vie sans matières organiques

"Les microbes que nous avons trouvés et caractérisés à la source Lost Hammer sont étonnants; contrairement à d'autres microorganismes, ils n'ont pas besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est...) d'oxygène ni de matières organiques pour vivre, précise le Pr Whyte. Ils survivent en absorbant des composés inorganiques simples, tels que du méthane, des sulfures, des sulfates, du monoxyde de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C,...) et du dioxyde de carbone, également présents sur Mars. Comme ils peuvent également fixer le dioxyde de carbone et l'azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de...) de l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :), ils sont très bien outillés pour survivre et s'épanouir dans des milieux hostiles sur Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...) ou ailleurs."

Les chercheurs se pencheront maintenant sur la culture (La Culture est une civilisation pan-galactique inventée par Iain M. Banks au travers de ses...) et la caractérisation plus poussée (En aérodynamique, la poussée est la force exercée par le déplacement de l'air...) des membres les plus abondants et les plus actifs de cet étrange écosystème microbien afin de mieux comprendre comment ils peuvent vivre dans les conditions de froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.) et de salinité extrêmes de la source de Lost Hammer. L'équipe espère que ses travaux pourront ensuite permettre de décoder les mystérieux isotopes de soufre (Le soufre est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole S et de...) et de carbone que le rover Curiosity de la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de...) a récemment prélevés dans le cratère ( Pour le cratère d'origine volcanique, voir Cratère volcanique Pour le cratère d'origine...) Gale (La gale ou mal de Sainte-Marie est une affection contagieuse de la peau spécifique à...) sur Mars.

L'étude

L'article "Active lithoautotrophic and methane-oxidizing microbial community in an anoxic, sub-zero, and hypersaline High Arctic spring", par E. Magnuson, I. Altshuler, M. Á. Fernández‑Martínez et coll., a été publié dans The ISME Journal.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41396-022-01233-8
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