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Au fond de l'océan, une archée repousse les limites de la vie

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Elle s'appelle Pyrococus CH1. A 80°, elle meurt de froid et tolère mal une pression inférieure à 500 fois celle qui nous entoure. Elle a pourtant été découverte à seulement 4.000 mètres sous la surface de l'eau, au fond de l'Atlantique, dans une source hydrothermale. Et donne à réfléchir sur les capacités d'adaptation de la vie...

Victor, le robot télécommandé sous-marin, ou ROV (Remote Operated Vehicle), qui a exploré la région d'Ashadze. © Ifremer

Durant six semaines, le robot sous-marin Victor, télécommandé depuis le Pourquoi pas ?, un navire océanographique de l'Ifremer, a exploré le mystérieux site dénommé Ashadze. Par 4.100 mètres sous la surface, c'est la plus profonde zone connue de sources hydrothermales. Sur la dorsale médio-Atlantique, entre 13 et 17° de latitude nord, là où le manteau terrestre affleure, sort des profondeurs une eau à 400°C. Ashadze n'en finit pas de délivrer son lot de surprises aux océanographes et en particulier aux biologistes. Pourquoi les espèces présentes ici diffèrent-elles tant de celles d'autres sources hydrothermales ? De quoi se nourrissent les crevettes et les anémones de mer ? Comment sont venues les moules, dont les coquilles jonchent le sol en grand nombre ?

Ces singularités sont clairement apparues tout au long de la campagne Serpentine, entre le 26 février et le 6 avril 2007. L'équipe était franco-russe, sous la direction d'Yves Fouquet, responsable du programme pluridisciplinaire d'étude des milieux extrêmes dans les grands fonds océaniques (Géode) et du laboratoire de Géochimie et Métallogénie de l'Ifremer, à Brest. Serpentine est l'acronyme de Serpentine Experiments on Ridge hydrothermal Processes - Exploration on New Targets and INterdisciplinary Expedition. La serpentine, ou serpentinite, est aussi le nom donné à la roche formée par la dégradation, sous l'effet de l'eau de mer, de la péridotite extrudée du manteau terrestre au niveau de la dorsale.

Le Pourquoi pas ?, un des navire océanographiques exploités par l'Ifremer (Institut français de recherche pour l'exploitation de la mer). © Ifremer

Jusqu'où va la vie ?

Depuis, l'analyse des échantillons a montré que le robot Victor avait eu la main - ou plutôt la pince de prélèvement - heureuse. Dans la revue The ISME Journal, des microbiologistes français et chinois décrivent une nouvelle et surprenante espèce d'archée, ou archaébactérie. Cette grande famille de micro-organismes, longtemps ignorée ou, plutôt, confondue avec les bactéries, en est en fait éloignée. La réplication de leur ADN ressemble même plutôt à celle des eucaryotes, qui comprennent notamment les végétaux et les animaux. Les archées, dont aucune n'est infectieuse, sont des grandes habituées des millieux extrêmes, en température, en salinité, en pression... Ce sont des extrêmophiles.

L'espèce découverte dans les échantillons d'Ashadze se fait remarquer par les conditions de vie qu'elle supporte, et même qu'elle réclame. L'équipe la classe parmi les Pyrococcus, des archées connues comme hyperthermophiles, vivant en général entre 70 et 100°C, et l'a dénommée Pyrococcus CH1. Les auteurs indiquent qu'elle vit dans une plage de températures entre 85 à 105°C. A 80°, la plupart des bactéries, des végétaux, des animaux et autres organismes unicellulaires commencent déjà à cuire. Pyrococcus CH1, elle, meurt de froid. La température à laquelle elle se sent le mieux serait de 98°C.

De façon exceptionnelle, cette archée a également besoin d'une pression énorme. Elle se divise normalement entre 500 et 1.200 bars (rappelons que la pression atmosphérique au niveau de la mer est d'environ 1 bar). D'après les auteurs, son optimum est de 520 bars. Pyrococcus CH1 est ce que l'on appelle un organisme barophile ou piézophile. Remarquons qu'à 4.100 mètres, la pression n'est que de 410 bars...

Ces valeurs sont étonnantes. Elles repoussent encore les frontières du domaine où la vie terrestre est capable de prospérer. Cette archée conforte l'idée qu'une vaste biosphère thermophile existe dans le sous-sol de la Terre. Des organismes de ce genre ont déjà été découverts enfouis très profondément, jusqu'à 1,5 kilomètre sous la surface du sol et même à trois kilomètres sous la glace. Ces organismes font plus que survivre. Ils vivent normalement et, d'ailleurs, mourraient en dehors de ces conditions extrêmes. Leur existence jette une nouvelle lumière sur les capacités d'adaptation de la vie et même sur les conditions qui la rende possible sur d'autres planètes.

Cette découverte revêt aussi une importance pratique. Les extrêmophiles disposent en effet d'un métabolisme à toute épreuve et notamment d'enzymes qui restent fonctionnelles à hautes températures et à fortes pressions. Cette résistance inhabituelle intéresse l'industrie chimique, qui utilise souvent ce genre de milieu.

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