La nécrophagie comme mode de survie des micro-organismes dans les profondeurs de la mer Morte
Publié par Isabelle le 09/04/2019 à 14:00
Source: CNRS-INSU
L'étude de la composition de la matière organique préservée dans les sédiments profonds de la mer Morte a permis d'illustrer une stratégie de survie originale pour les micro-organismes qui la colonisent. L'identification de lipides connus pour servir de constituants de réserve, dans les niveaux sédimentaires les plus salins du lac (En limnologie, un lac est une grande étendue d'eau située dans un continent où il suffit que la profondeur, la superficie, ou le volume soit suffisant pour provoquer une stratification, une zonation, ou une...), démontre qu'ils ont été formés par recyclage (Le recyclage est un procédé de traitement des déchets industriels et des déchets ménagers qui permet de réintroduire, dans le cycle de production d'un produit, des matériaux qui le composent. L'un des exemples...) d'une biomasse ( En écologie, la biomasse est la quantité totale de matière (masse) de toutes les espèces vivantes présentes dans un milieu naturel donné. Dans le domaine de l'énergie,...) morte d'archées. Ce processus permettrait à d'autres micro-organismes de constituer des réserves en carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) et en eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) dans cet environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend...) très pauvre en nourriture et engendrant un important stress (Le stress (« contrainte » en anglais), ou syndrome général d'adaptation, est l'ensemble des réponses d'un organisme soumis à des contraintes environnementales. Dans le...) osmotique.


Vue aérienne de la côte ouest (L’ouest est un point cardinal, opposé à l'est. C'est la direction vers laquelle se couche le Soleil à l'équinoxe, le...) de la mer Morte (La mer Morte est un lac d'eau salée du Moyen-Orient. D'une surface approximative de 1050 km², elle est alimentée par le Jourdain et bordée par Israël .L'eau...) ©ICDP

La mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) Morte n'est pas complètement (Le complètement ou complètement automatique, ou encore par anglicisme complétion ou autocomplétion, est une fonctionnalité informatique...) morte. Le lac le plus salé sur Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes....) (plus de 10 fois la salinité de l'eau de mer) est un environnement extrême où seuls quelques microbes du domaine des Archées (halophiles extrêmes) peuvent survivre. Les géologues, (géo)microbiologistes et géochimistes s'intéressent à l'évolution de ce lac et étudient ses sédiments afin de reconstruire son histoire biologique et géologique. Les sédiments salins de la mer Morte recèlent encore de nombreux mystères, notamment autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au...) des formes de vie (La vie est le nom donné :) qu'ils abritent. En raison de leur salinité exceptionnelle, les sous-sols de la mer Morte forment un environnement unique pour étudier les limites de la vie ainsi que ses adaptations en milieu extrême.

Il existe une vaste communauté microbienne vivant sous la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent...) de la Terre, sans oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.), sans lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge)....) et sans apports de nourriture fraiche. Cette biosphère (La notion de biosphère désigne à la fois un espace et un processus auto-entretenu (jusqu'à ce jour et depuis plus de 3 milliards d'années) sur la planète Terre, et qu'on ne connait...) souterraine (appelée biosphère profonde) joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les mâchoires. On appelle aussi joue le muscle qui sert principalement à ouvrir et fermer la...) un rôle extrêmement important dans les cycles biogéochimiques globaux. Elle est l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être...) de nombreuses études scientifiques qui tentent de mieux appréhender son étendue et son fonctionnement, et d'évaluer de potentielles retombées notamment pour la recherche médicale (La recherche médicale se divise en recherche fondamentale et clinique.) et les biotechnologies.


© Tommy Dessine
Une étude menée par des membres du Département des sciences de la Terre de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...) de Genève et du Laboratoire de géologie (La géologie, du grec ancien γη- (gê-, « terre ») et λογος (logos, « parole »,...) de Lyon (LGLTPE, Université de Lyon, CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).), ENS Lyon) a permis de mettre en évidence une nouvelle stratégie (La stratégie - du grec stratos qui signifie « armée » et ageîn qui signifie « conduire » - est :) utilisée par certains micro-organismes, pour survivre dans l'environnement hypersalin et très pauvre en ressources carbonées et en eau que forment les sédiments profonds de la mer Morte. En étudiant la composition moléculaire et isotopique de la matière organique (La matière organique (MO) est la matière carbonée produite en général par des êtres vivants , végétaux, animaux, ou...) (fossiles moléculaires) préservée le long d'une carotte (La carotte (Daucus carota) est une plante bisannuelle de la famille des apiacées (anciennement ombellifères), largement cultivée pour sa racine pivotante...) couvrant plus de 200 000 ans d'histoire sédimentaire, l'équipe Franco-Suisse a identifié des lipides particuliers connus pour servir de constituants cellulaires de réserve, dans les niveaux sédimentaires les plus salins du lac.

La structure chimique de ces composés démontre sans ambiguïté qu'ils ont été formés à partir des produits de dégradation de lipides membranaires d'archées hyperhalophiles. Ce recyclage de la biomasse morte (nécromasse) d'Archaea extrêmophiles, par d'autres populations microbiennes (vraisemblablement des bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des bactéries possèdent une paroi cellulaire glucidique,...) censées pourtant être moins bien adaptées aux rudes conditions locales), permet de constituer des réserves de carbone dans un environnement très pauvre en nourriture. Elle permet aussi de créer des molécules d'eau (formées lors de réactions d'estérification) pouvant faciliter la survie dans des conditions de très haute salinité qui génèrent un important stress osmotique. L'étude illustre une nouvelle stratégie de survie pour la biosphère souterraine qui, en plus d'améliorer notre connaissance des mécanismes d'adaptation des organismes vivants en milieu extrême, lève un peu plus le voile sur la biosphère profonde que l'on commence tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) juste à appréhender.


Schéma montrant la formation d'esters gras isoprénoides à partir des produits de dégradation delipides membranaires, notamment d'archées hyperhalophiles (en rouge), ou de bactéries ou d'eucaryotes (en bleu). Ce recyclage de la biomasse morte (nécromasse) par d'autres populations microbiennes (vraisemblablement des bactéries) permet de constituer des réserves en carbone et en eau dans les sédiments profonds hypersalins de la mer Morte.

Pour en savoir plus:
Le dessinateur (Un dessinateur est une personne pratiquant le dessin. Le dessin résultant du travail d'un dessinateur peut être : artistique, statique, ou une base de travail pour d'autres professionnels.) Tommy Dessine a réalisé une bande dessinée sur cette recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension...), à voir sur son site.

Référence publication:
Thomas C., Grossi V., Antheaume I., Ariztegui D., Recycling of archaeal biomass as a new strategy for extreme life in the Dead Sea deep sediment. Geology (2019) doi: 10.1130/G45801.1

Contact chercheur:
- Camille Thomas, Université de Genève
- Vincent Grossi, LGL-TPE
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