Et si les premières bactéries n'étaient pas celles que l'on croyait ? | INSTITUT DE PHYSIQUE DU GLOBE DE PARIS

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  Et si les premières bactéries n'étaient pas celles que l'on croyait ?

De plus en plus d'études tendent à montrer que des colonies de bactéries vivent dans les premières centaines de mètres voire les premiers kilomètres sous la surface de la croûte terrestre. Dans ces environnements que n'atteint pas le soleil, elles puisent leur énergie dans des réactions chimiques entre les roches et les fluides y circulant. Les environnements des zones de serpentinisation (processus chimiques où les roches du manteau, en remontant vers la surface, sont transformées lors des interactions avec les fluides hydrothermaux, en relarguant des molécules carbonées) sont notamment particulièrement propices à cette vie souterraine et sont souvent considérés comme de bons analogues des environnements d'apparition de la vie sur Terre.

 

Il est cependant très difficile d'étudier directement ces milieux subsurfaciques. Mais des zones hydrothermales alcalines comme celle de la baie de Prony (Nouvelle-Calédonie) ou de Lost City (dorsale médio-atlantique) sont considérées comme des "fenêtres ouvertes" sur la biosphère profonde. Et le champ hydrothermal de la baie de Prony, situé dans une zone de lagon peu profonde, permet un accès plus aisé à ces environnements.

 

(a) Photographie d'une cheminée hydrothermale ancienne de la Baie de Prony (Nouvelle Calédonie) échantillonnée par des plongeurs de l’IRD et (b) d'une cheminée naissante caractérisée lors de cette étude, et dont l'observation en lame mince par microscopie optique (c) révèle un entrelacement de filaments bactériens minéralisés.

 

Dans une étude multidisciplinaire récemment publiée, liant micro-imagerie et écologie microbienne, des chercheuses de l'équipe de géomicrobiologie de l'IPGP ont décrit finement, grâce au croisement de différents types d'imagerie, la minéralogie du site de la baie de Prony et les populations microbiennes présentes in situ.

 

Cette étude montre que les premières bactéries se développant à la base des cheminées hydrothermales seraient des bactéries hétérotrophes qui utiliseraient la matière organique (carbonée) abiotique produite lors de la serpentinisation. Et pas, comme il est généralement admis, des bactéries autotrophes métabolisant le CO2 et non des molécules organiques préalables.

 

Filaments microbiens appartenant au phylum des Firmicutes et minéralisés par de la brucite, dans le conduit interne d'une cheminée juvénile du système hydrothermal de la Baie de Prony. Ceux-ci ont été mis en évidence par (a) des observations en microscopie électronique à balayage et (b) des observations par Microscopie Confocale à Balayage Laser. Un marquage fluorescent vert permet de mettre en évidence la présence d’ADN et donc de cellules microbiennes au sein des gaines minéralisées.

Les bactéries identifiées (appartenant aux Firmicutes) étant prédominantes à la base des cheminées les plus récemment formées, il est probable qu'elles soient entraînées depuis la subsurface par les fluides hydrothermaux qui remontent vers le plancher océanique. Elles constitueraient donc un échantillon des colonies bactériennes subsurfaciques.

 

L'imagerie fine de la structure hydrothermale montre aussi que les réseaux bactériens créés par la colonie participent aux premiers stades de l'architecture des cheminées.

 

Ces résultats amènent donc à repenser la structure et le fonctionnement de ces écosystèmes particuliers et par conséquent ceux des environnements primitifs dans lesquels la vie a pu apparaître.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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Date de publication : 
24 Mars 2017