La nécrophagie pour survivre à la Mer Morte
Publié par Adrien le 23/04/2019 à 08:00
Source: Université de Genève
Des chercheurs de l'UNIGE ont découvert que des bactéries parvenaient à survivre dans des sédiments de la Mer Morte à plus de 400 mètres de profondeur, malgré des conditions extrêmes.


L'étude de la matière organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande classe de molécules à base de carbone : les composés organiques.) dans les sédiments permet d'éclairer un passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble des configurations successives du monde et s'oppose au futur sur une échelle des temps centrée sur le présent....) lointain. Quel climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se...) régnait-il ? Quels organismes peuplaient la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par...) ? Dans quelles conditions vivaient-ils ? Des chercheurs 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 (UNIGE) et de l'Université de Lyon se sont intéressés aux sédiments 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 de mer contient habituellement entre 4 et 6 % de sels en...), l'un des milieux les plus hostiles de la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa...) en raison de sa salinité sans égal. En forant un trou de 400 mètres de profondeur au coeur de la Mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) Morte, les géologues ont analysé chaque couche de sédiments et les traces (TRACES (TRAde Control and Expert System) est un réseau vétérinaire sanitaire de certification et de notification basé sur internet sous...) d'une stratégie (La stratégie - du grec stratos qui signifie « armée » et ageîn qui signifie « conduire » - est :) permettant à 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...) de survivre en se nourrissant des restes d'autres organismes. Cette découverte, à lire dans la revue Geology, permet de comprendre comment la vie (La vie est le nom donné :) peut encore se développer quand elle est soumise à des conditions extrêmes, fournissant des pistes de 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 métonymique, la recherche...) capitales pour la découverte de la vie sur d'autres planètes.

L'étude de la 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...) profonde, soit la présence microbienne dans les sédiments, permet de comprendre les différents aspects de l'évolution terrestre et des multiples changements climatiques auxquels elle est soumise. "Il s'agit d'étudier les bactéries et les archées -les formes les plus anciennes de vie sur Terre - vivant dans les sédiments, et d'analyser les processus de transformation qui découlent de leur présence, explique Daniel Ariztegui, professeur au Département des sciences de la terre de la Faculté des sciences de l'UNIGE. On appelle cela la diagenèse."

Une équipe internationale s'est attelée à reconstituer le climat de la Mer Morte lors des dernières 200'000 années. D'une 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...) et d'une profondeur à peu près équivalente à celles 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...) Léman, elle perd pourtant un mètre (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international (SI). Il est défini, depuis 1983, comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en...) par an, d'où sa salinité toujours plus élevée (275 grammes de sel par litre (Le litre (du grec λίτρα lítra, ancienne mesure de capacité – une livre de douze onces – égale au seizième du boisseau...), contre 20 à 40 grammes par litre dans les océans). Une vie microbienne subsiste pourtant encore dans ce milieu extrême. Mais est-il possible qu'une forme de vie ait pu s'acclimater aux sédiments de la Mer Morte, un 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...) d'autant plus hostile car isolé de la surface, 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)....), sans apport de nourriture fréquent et sans oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) ? Pour trouver des pistes de présences microbiennes dans les sédiments, les scientifiques ont foré un trou de 400 mètres de profondeur pour 10 centimètres de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la...) au coeur de la Mer Morte et ont analysé des échantillons de sédiments pour chaque mètre creusé.

Des bactéries nécrophiles

"Nous avons en premier lieu congelé les échantillons prélevés, afin de conserver l'éventuel matériel génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.) présent qui pourrait se dégrader à température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée...) ambiante, raconte Camille Thomas, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de...) au Département des sciences de la terre de la Faculté des sciences de l'UNIGE. Nous avons ensuite utilisé plusieurs techniques, dont le microscope électronique à balayage, qui permet d'identifier à très haute résolution les vestiges de microbes qui auraient pu changer la composition originelle des sédiments." Il s'agit aussi d'extraire les composants organiques piégés dans le sel, comme l'ADN ou les lipides. "Ceci nous permet d'identifier les organismes vivants ou ayant vécu dans le sédiment, et également de comprendre leur mode de survie dans de telles conditions," continue Daniel Ariztegui.

D'anciennes recherches avaient démontré que les archées pouvaient être présentes dans les milieux les plus salins de la Mer Morte. "Mais ici, nous avons découvert des molécules nommées cires d'esters isopréniques, qui ne peuvent pas être produites par les archées, mais uniquement par des bactéries, à partir de fragments d'archées", s'enthousiasme Camille Thomas. Ceci prouve qu'une autre forme de vie que les archées s'est développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de courbure. On peut aussi la décrire comme l'enveloppe de la famille des droites normales à la courbe.) et est potentiellement toujours présente dans ces sédiments: des bactéries. "Les archées sont capables de résister aux très fortes salinités de la Mer Morte. Jusqu'à présent, elles étaient les seules à avoir pu être identifiées dans les profondeurs de la Mer Morte. Il se trouve qu'une autre population, cette fois-ci des bactéries, que l'on pensait moins bien adaptées, sont capables de surmonter ces conditions extrêmes en se nourrissant des cadavres des archées." En devenant "nécrophages", ces bactéries ont ainsi pu s'acclimater à l'un des milieux les plus extrêmes de notre planète et ont contribué aux modifications chimiques présentes dans les sédiments de la Mer Morte.

La géomicrobiologie, l'avenir de la recherche de la vie dans l'espace

Cette étude, financée par le Fonds National Suisse (FNS), est à la limite entre la géologie (La géologie, du grec ancien γη- (gê-, « terre ») et λογος (logos, « parole »,...) et la microbiologie (La microbiologie est la science qui étudie les micro-organismes (ou microorganismes).), un domaine nommé géomicrobiologie qui cherche à comprendre les mécanismes de formation de la vie et de la Terre, aussi hostiles que soient les conditions environnementales. "En découvrant les adaptations de la vie dans des conditions extrêmes, on ouvre aussi des pistes de recherche importantes pour la découverte de la vie sur d'autres planètes, se réjouit Daniel Ariztegui. Cela nous permet non seulement de nous faire une idée de ce que l'on doit chercher, mais aussi de mettre au point (Graphie) des techniques d'étude de la vie microbienne toujours plus perfectionnées."
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