Le lac Laguna Caliente, situé dans le cratère du volcan Poás, au Costa Rica, est un lac extrêmement dur. Crédit : Justin Wang
Le lac est dominé par des bactéries d’un seul genre “extrémophile”.
Quelques microbes spécialisés survivent dans des conditions analogues à celles du lac. Mars…, rapporte une nouvelle publication dans Frontières de l’astronomie et des sciences spatiales-… et cela peut être dû à un large éventail d’adaptations.
Le lac du cratère hydrothermal du volcan Poás au Costa Rica est l’un des habitats les plus hostiles de la planète. L’eau est ultra-acide, pleine de métaux toxiques et les températures vont du confort à l’ébullition. De plus, des éruptions phréatiques récurrentes provoquent des explosions soudaines de vapeur, de cendres et de roches. Malgré ces éruptions mortelles, les environnements hydrothermaux pourraient être l’endroit où les premières formes de vie sont apparues sur Terre – et potentiellement aussi sur Mars, si la vie a jamais existé. Au-delà de la découverte de la manière dont la vie peut survivre à ces conditions difficiles, l’étude de ces microbes fournit des indices sur la possibilité et la manière dont la vie a pu exister sur Mars.
“L’un de nos principaux résultats est que, dans ce lac volcanique extrême, nous n’avons détecté que quelques types de micro-organismes, alors qu’il existe une multitude potentielle de façons pour eux de survivre”, explique le premier auteur Justin Wang, étudiant diplômé de l’Université du Colorado Boulder, aux États-Unis. “Nous pensons qu’ils y parviennent en survivant sur les bords du lac lorsque des éruptions se produisent. C’est à ce moment-là que le fait de disposer d’un éventail relativement large de gènes serait utile.”
Le cratère et son lac extrêmement rude, Laguna Caliente, dominé par un seul genre de bactéries extrémophiles Acidiphilium. Crédit : Justin Wang
Cette collaboration interdisciplinaire actuelle fait suite à des travaux antérieurs datant de 2013. À l’époque, les chercheurs avaient constaté qu’une seule espèce microbienne provenait de l’… Acidiphilium dans le lac volcanique Poás. Sans surprise, ce type de bactérie se trouve couramment dans les milieux suivants acide et les systèmes hydrothermaux, et elles sont connues pour avoir de multiples gènes adaptés à divers environnements.
Les années suivantes, il y a eu une série d’éruptions et l’équipe est retournée en 2017 pour voir s’il y avait eu des changements dans la diversité microbienne, ainsi que pour étudier les processus biochimiques des organismes de manière plus complète. Ces derniers travaux montrent qu’il y avait un peu plus de biodiversité, mais toujours une domination des Acidiphilium bactéries.
Par ADN séquençage des organismes dans les échantillons du lac, l’équipe a confirmé que les bactéries avaient une grande variété de capacités biochimiques qui pouvaient les aider à tolérer des conditions extrêmes et dynamiques. Ces capacités comprenaient des voies permettant de créer de l’énergie en utilisant le soufre, le fer et l’arsenic, la fixation du carbone (comme les plantes), des sucres simples et complexes et des granules bioplastiques (que les micro-organismes peuvent créer et utiliser comme réserves d’énergie et de carbone en cas de stress ou de famine).
Travail de terrain au lac Lagune Caliente dans le lac volcanique Poás, Costa Rica. Crédit : Justin Wang
“Nous nous attendions à un grand nombre des gènes que nous avons trouvés, mais nous ne nous attendions pas à ce qu’il y en ait autant étant donné la faible biodiversité du lac”, déclare Wang. “Cela a été une sacrée surprise, mais c’est absolument élégant. Il est logique que ce soit ainsi que la vie s’adapte à la vie dans un lac de cratère volcanique actif.”
Malgré un environnement souvent mortel, les systèmes hydrothermaux fournissent la plupart des ingrédients clés pour l’évolution de la vie, notamment la chaleur, l’eau et l’énergie. C’est pourquoi les principales théories concernant la Terre et Mars se concentrent sur ces endroits. Jusqu’à présent, les efforts de recherche de la vie sur Mars se sont concentrés sur les lits de cours d’eau ou les deltas de rivières, mais les auteurs suggèrent d’accorder plus d’attention aux sites des anciennes sources chaudes (qui ont été présentes sur Mars pendant des milliards d’années).
“Notre recherche fournit un cadre pour la façon dont la “vie terrestre” aurait pu exister dans les environnements hydrothermaux sur Mars”, explique Wang. “Mais savoir si la vie a jamais existé sur Mars et si elle ressemble ou non aux micro-organismes que nous avons ici reste une grande question. Nous espérons que nos recherches orientent la conversation pour donner la priorité à la recherche de signes de vie dans ces environnements, par exemple il y a quelques bonnes cibles sur le bord du cratère Jezero, où se trouve actuellement le rover Persévérance.”
Référence : ” La survie microbienne dans un écosystème martien analogue extrême ” :Poás Volcano, Costa Rica” par Justin L. Wang, Nicholas B. Dragone, Geoffroy Avard et Brian M. Hynek, 28 janvier 2022, Frontières de l’astronomie et des sciences spatiales.
DOI : 10.3389/fspas.2022.817900
