Les microbes sont partout sur Terre – dans les nuages dans le ciel, dans les trous les plus profonds jamais creusés dans la Terre, et à l’intérieur et à proximité des volcans. Il n’y a pratiquement aucun endroit où nous avons cherché sur Terre où nous ne les avons pas trouvés. Mais ceux qui vivent dans des environnements extrêmes, tels que des endroits où le soleil ne touche jamais, sont particulièrement intrigants car leurs processus biologiques sont si différents des nôtres.
Maintenant, une nouvelle recherche dans la revue Nature Microbiology a inventorié les microbes chimiosynthétiques au fond de l’océan et a découvert que beaucoup plus de microbes prospéraient sans la lumière du soleil qu’on ne le pensait auparavant.
“La première vie a probablement émergé dans des évents en haute mer utilisant l’hydrogène, et non la lumière du soleil, comme source d’énergie.”
Pour la plupart des formes de vie sur Terre, nous n’avons techniquement qu’une seule source de nourriture : le soleil. Les plantes absorbent la lumière du soleil et la transforment en nourriture pour elles-mêmes, un processus appelé photosynthèse. Lorsque les animaux mangent des plantes, cette énergie remonte la chaîne alimentaire. Que vous mangiez de la viande ou non, cette énergie qui a d’abord été photosynthétisée vous a voyagé à travers différents organismes.
Mais il y a des organismes bizarres qui ne mangent pas via cette chaîne d’énergie du soleil. Certaines bactéries peuvent générer de l’énergie à partir de réactions chimiques, un processus appelé chimiosynthèse (par opposition à la photosynthèse). Ces réactions peuvent créer des glucides dont les bactéries peuvent se nourrir, même dans des environnements complètement sombres au fond de l’océan, dans des grottes profondes ou dans les intestins d’animaux.
Oui, certaines de ces créatures peuvent même vivre à l’intérieur de vous ! Pour donner un exemple, Methanosphaera stadtmanae, l’un des petits insectes les plus rares de nos intestins, utilisant l’acétate comme principale source de carbone et dégageant du méthane comme sous-produit métabolique. (Cela signifie techniquement que les pets viennent des microbes, pas de vous.) Mais M. stadtmanae est encore un peu mystérieux. Il a été impliqué dans les maladies inflammatoires de l’intestin, mais semble également déclencher des réponses immunitaires pour aider le corps à combattre les infections. Les scientifiques se demandent encore si c’est bénéfique ou nocif.
Nous avons beaucoup plus de questions sur les microbes chimiosynthétiques dans des zones difficiles d’accès comme l’océan profond, mais les étudier peut nous en dire beaucoup sur les origines de la vie sur Terre et potentiellement sur l’avenir de la vie sur cette planète également. Dans l’étude de microbiologie, le Dr Rachael Lappan et le professeur Chris Greening de l’Université Monash de Victoria, en Australie, ont passé cinq ans à parcourir l’océan, à échantillonner l’eau et à appliquer le séquençage métagénomique, une technique utilisée pour recenser le matériel génétique de communautés microbiennes complexes, telles que dans le sol ou l’intestin.
Ils ont trouvé la première preuve que le monoxyde de carbone et H2ou hydrogène gazeux, est une source d’énergie importante pour les microbes de l’eau de mer des tropiques aux calottes glaciaires polaires, et que ces bactéries étaient dominantes dans les endroits où la lumière du soleil ne peut pas atteindre.
“L’hydrogène et le monoxyde de carbone ont en fait” nourri “les microbes dans toutes les régions que nous avons examinées : des baies urbaines aux îles tropicales à des centaines de mètres sous la surface”, a déclaré Greening dans un communiqué. “Certains peuvent même être trouvés sous les plates-formes de glace de l’Antarctique.”
L’omniprésence de ces microbes n’est pas tout à fait surprenante, mais c’est un autre exemple de la raison pour laquelle la recherche bactérienne est souvent négligée.
“La première vie a probablement émergé dans des évents en haute mer utilisant l’hydrogène, et non la lumière du soleil, comme source d’énergie”, a déclaré Greening. “C’est incroyable que, 3,7 milliards d’années plus tard, tant de microbes dans les océans utilisent encore ce gaz à haute énergie et nous l’avons complètement ignoré jusqu’à présent.”
Au fil du temps, les microbes ont finalement compris comment pirater la lumière du soleil. Cela a conduit à l’évolution des algues, des plantes, des animaux et, finalement, de nous. Pourtant, nous considérons que la vie qui existe encore de cette manière “originale” – c’est-à-dire chimiosynthétique – est bizarre. On appelle souvent ces microbes « extrêmophiles » (signifiant « amoureux de l’extrême ») car ils aiment traîner dans des environnements où certaines conditions sont poussées à l’extrême. Soit très acide ou extrêmement alcalin, températures très basses ou élevées, etc.
C’est incroyable que la vie trouve un moyen de s’autogérer en utilisant même les ressources les plus dénudées. De l’hydrogène ou du gaz toxique (pour nous) s’échappant d’un évent en haute mer ? Ces microbes disent : “Oui, s’il vous plaît ! Je mangerai ça avec plaisir.” Mais comme l’a souligné Donato Giovannelli, professeur adjoint à l’Université de Naples qui étudie les extrêmophiles, les humains sont des extrêmophiles à leur manière. .
“Parfois, nous appelons cet organisme des extrêmophiles. Mais vous savez, si vous pensez l’inverse en tant qu’humain, nous sommes des extrêmophiles”, a déclaré Giovannelli sur Qu’est-ce que la vie ? podcast. “Nous aimons 21% d’oxygène, une température parfaite de 68 à 72 degrés Fahrenheit, une pression normale, sinon la respiration devient plus difficile. Nous avons donc un ensemble très restreint de conditions dans lesquelles nous aimons vivre, comme le font la plupart des mammifères. Alors que les microbes sont beaucoup plus polyvalent.”
L’étude de ces microbes étranges qui n’utilisent pas la lumière du soleil peut nous en apprendre beaucoup sur l’histoire ancienne de la vie et sur ce qui rend les animaux comme nous si uniques. Mais c’est aussi un rappel brutal des limites de l’humanité. Nous croyons que l’humanité pourrait anéantir tous la vie sur Terre à l’aide de bombes nucléaires ou par le changement climatique autodestructeur. Mais malgré tous nos efforts, la plupart des scientifiques prédisent que nous manquerons encore quelques insectes qui se développent grâce aux radiations ou peuvent se cacher profondément sous terre ou dans des grottes sous-marines. Bien que, pour le bien de toute vie, nous devrions probablement aspirer à éviter de nous tuer avec l’hiver nucléaire et le réchauffement climatique – de peur de laisser derrière nous une planète de bactéries microscopiques grignotant de l’hydrogène.
