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Un écosystème constitué de micro-organismes dans la croûte océanique

Un écosystème constitué de micro-organismes dans la croûte océanique

Une équipe de chercheurs danois, français, américains, allemands et japonais, a mis en évidence l’existence d’un écosystème constitué de micro-organismes dans la croûte océanique. Survivant grâce à une source d’énergie directement issue des réactions chimiques entre les roches et l’eau de mer, ces microbes n’avaient jamais été identifiés auparavant.

L’étude menée dans le cadre du programme international de forages océaniques scientifiques IODP, est publiée aujourd’hui dans la revue Science. Olivier Rouxel, chercheur au sein de l’unité de recherche Géosciences Marines du Centre Ifremer Bretagne est co-auteur de cette publication.

La découverte d’une biosphère profonde dans la croûte océanique a suscité un fort intérêt dans la communauté scientifique internationale, notamment du fait de l’étendue de cet environnement : « La croûte océanique couvre 60% de la surface de la terre. C’est le plus large écosystème de subsurface de la terre. Si on considère qu’environ 2% des océans sont contenus dans les interstices des roches volcaniques, la découverte de microorganismes associés à ces roches pourrait ouvrir de nouveaux horizons quant aux limites géographiques de la vie sur terre » souligne Olivier Rouxel.

L’étude publiée présente en effet de nouvelles preuves que la biosphère profonde ne se limite pas aux seuls sédiments océaniques et aux sources chaudes, mais s’étend également aux roches volcaniques. Les micro-organismes ont été trouvés dans des échantillons de la croûte océanique formée il y a 3,5 millions d’années au large de la côte ouest américaine (dorsale Juan de Fuca). Vivant dans des conditions extrêmes, à plusieurs centaines de mètres de profondeur des grands fonds océaniques, ces micro-organismes subissent une forte pression, avec des températures allant jusqu’à 70°c dans un milieu pauvre en oxygène. Les scientifiques ont prouvé qu’il s’agissait bien de micro-organismes vivants et non pas de fossiles.

L’hydrogène, source d’énergie potentielle pour cette biosphère souterraine :

En milieu volcanique, en l’absence de lumière et de substrats organiques, les microorganismes doivent trouver une source d’énergie alternative pour survivre. Certains organismes peuvent utiliser l’hydrogène comme source d’énergie et convertir le dioxyde de carbone dissous en matière organique et méthane. Il s’agit d’une source d’énergie directement issue des réactions chimiques entre les roches, notamment le fer des minéraux, et l’eau de mer .

Olivier Rouxel, chercheur à l’Ifremer, souligne que «l’effort continu des équipes de l’Ifremer, en lien avec nos partenaires internationaux, permettra à terme de mieux comprendre les interactions géobiologiques dans ces environnements extrêmes. Un jour, nous allons pouvoir apporter des éléments de réponse sur les conditions d’apparition de la vie sur terre ou encore sur le potentiel de développement de la vie sur les autres planètes ».

Une découverte permise grâce à une technologie de pointe :

Jusqu’à présent, il était difficile de prouver l’existence d’une telle biosphère souterraine car les techniques utilisées n’étaient pas adaptées aux environnements volcaniques. Chaque équipe scientifique impliquée a utilisé les dernières technologies pour faciliter cette découverte. Les techniques de marquage moléculaire d’ADN et d’analyse isotopique du carbone et soufre – qui n’avaient jamais été combinées lors des études précédentes, se sont montrés particulièrement efficaces.

L’équipe du laboratoire Géochimie et Métallogénie de l’Ifremer a quant à elle développé des techniques géochimiques pointues utilisant notamment les équipements du Pôle Spectrométrie Océan.

L’Ifremer a une longue tradition de recherches scientifiques sur les environnements océaniques profonds. Dans ces milieux extrêmes où les contraintes sont très fortes, l’acquisition de données est étroitement liée au progrès technologique en matière d’échantillonnage, de suivi et d’analyse. Des outils innovants sont actuellement développés sur le Centre Ifremer Bretagne à Brest : systèmes d’observation en continu in situ, approche géophysique tridimensionnelle, techniques de culture de microorganismes sous haute pression et à haut débit, géochimie isotopique, etc.

Cet axe de recherche est actuellement approfondi dans le cadre des travaux menés au sein du Labex Mer « l’Océan dans le changement », auquel l’Ifremer participe.

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