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Sur l'ISS, des bactéries ont résisté — un peu — au vide spatial

ActualitéClassé sous :Astronautique , bactérie , résistance au vide

Bien que très faible, le risque existe que des micro-organismes terrestres embarquent sur des engins spatiaux et parviennent sur d'autres mondes. C'est ce que démontre une expérience réalisée sur une plateforme externe de l'ISS. Toutefois, leur survie implique qu'ils soient protégés d'une manière ou d'une autre contre les UV solaires et le rayonnement cosmique.

Sur Mars, comme ailleurs dans le Système solaire, la recherche d’une forme de vie éteinte ou active pourrait être faussée si les instruments utilisés sont porteurs de micro-organismes terrestres. D'où la nécessité de comprendre leur résistance aux voyages dans l'espace. À l'image, le bras de Curiosity analysant le rocher Jake Matijevic. © Nasa, JPL-Caltech

Une lecture rapide de trois travaux publiés dans la revue Astrobiology sur la faculté des micro-organismes à survivre à un vol spatial de longue durée tend à montrer que des formes de vie terrestres sont susceptibles de survivre dans des environnements spatiaux et martiens. C'est un raccourci qu'il faut éviter de prendre, nous explique Jean Cadet, coauteur d'une des études et conseiller scientifique au CEA de Grenoble. « Si des spores de bactéries ont bien résisté, c'est seulement en raison de conditions particulières. »

Les chercheurs ont utilisé la Station spatiale internationale et l'expérience Expose, un équipement dédié à l'exobiologie développé par l'Agence spatiale européenne et installé sur la plateforme Eutef, sur le module Columbus. Il est conçu pour permettre l'exposition d'échantillons chimiques et biologiques à l'environnement spatial tout en enregistrant un certain nombre de paramètres, dont la température et la durée effective de l'exposition à la lumière solaire du vide et aux rayonnements cosmique et galactique.

Le module Columbus et la plateforme (à droite) sur laquelle est installée l'expérience Expose. © Nasa

Pendant 18 mois, différents organismes terrestres ont ainsi été exposés au vide spatial. Une première expérience a consisté à suivre la survie d'organismes cryptoendolithiques, notamment des microchampignons noirs. Intéressant les exobiologistes, ils se développent au sein même des roches en proliférant dans les espaces laissés libres entre les grains de minéraux. Les scientifiques ont également testé des lichens épilithiques, qui vivent non pas à l'intérieur des roches, mais à l'extérieur. Ces organismes ont été choisis en raison de leur très grande adaptabilité aux conditions environnementales extrêmes de leurs habitats naturels. Presque 18 mois d'expositions aux UV solaires, aux rayons cosmiques et aux variations de température n'ont pas eu raison de certains d'entre eux. Selon les chercheurs, ces organismes se seraient mis dans une sorte d'état de stase en attendant des conditions de vie plus favorables. Explications.

L’ultraviolet, rayonnement le plus délétère pour les spores dans l’espace

Une des expériences a montré que les spores de la souche SAFR-032 de Bacillus pumilus (disposées en monocouche) sont plus sensibles à l'exposition à la lumière UV dans le vide que les spores bactériennes de Bacillus subtilis (qui s'installent en un biofilm de plusieurs couches de cellules). L'intérêt de cette étude s'explique par la résistance plus ou moins élevée de certaines spores bactériennes aux techniques utilisées pour nettoyer les engins spatiaux qui impliquent une exposition au rayonnement ultraviolet et un traitement par le peroxyde d'hydrogène (ou eau oxygénée).

Pour les besoins de l'expérience, ces spores ont été disposées à l'état sec sur des parties en aluminium utilisées dans la conception des engins spatiaux. Au terme de ces 18 mois exposés au vide spatial, à des fluctuations importantes de température et à une atmosphère martienne simulée, « nous nous sommes rendu compte que les organismes les plus résistants avaient bénéficié de conditions exceptionnelles, au premier rang desquelles une disposition en multicouches, les uns sur les autres, de sorte que ceux de dessus faisant office de protection physique naturelle », expliquent les chercheurs. Parmi toutes les spores de cette bactérie qui ont survécu, certaines présentaient des concentrations élevées de protéines associées à la résistance au rayonnement ultraviolet.

Les spores de la souche SAFR-032 de Bacillus pumilus de l'expérience Expose à l'extérieur de la Station spatiale internationale. En haut à gauche, on voit le support en aluminium (bare aluminum). En haut à droit, une monocouche de spores (monolayer of spores). Au milieu, une image de contrôle avant le vol (control before flight) et un cliché au niveau d’un défaut du support (pits and faults). En bas, des portraits rapprochés des spores avant l’expérience (ground control) et après 18 mois d’exposition aux UV dans l’espace (spores after UV-Space). © P. Vaishampayan et al., Astrobiology

Changer les règles de la protection planétaire

La plupart de ces organismes ont été tués, mais lorsque les rayons UV sont filtrés et les échantillons conservés à l'obscurité, environ « 50 % d'entre eux ont survécu à ces conditions ». C'est pourquoi il est probable que les spores peuvent survivre à un voyage sur un vaisseau spatial vers Mars « à la condition d'être abritées des rayons du soleil », peut-être dans une anfractuosité de la surface de l'engin spatial ou protégées par une couche d'autres spores.

Ces résultats auront vraisemblablement des répercussions sur les règles de la protection planétaire. La démonstration que des micro-organismes peuvent résister à un voyage à destination de Mars, à la condition qu'ils soient protégés du rayonnement ultraviolet du vide, ne sera évidemment pas sans conséquence sur les procédures d'exploration humaine et robotique du Système solaire.

Si la colonisation à l'échelle d'une planète est peu probable, la contamination du site d'atterrissage est du domaine du possible. Elle pourrait fausser les résultats scientifiques, car il sera très difficile, voire impossible, de déterminer si cette forme de vie vient la planète explorée ou de la Terre.

La vie est-elle passée d'une planète à une autre ?

Les résultats de ces études alimentent le débat sur la lithopanspermie. Selon cette théorie, les germes de la vie terrestre proviendraient de micro-organismes apportés par des comètes et des astéroïdes écrasés sur Terre pendant l'enfance du Système solaire, lorsque la Terre et ses voisines planétaires auraient été assez proches les unes des autres pour s'échanger des lots de matière solide. Ce qui est vrai dans un sens l'est également l'autre : la vie terrestre a très bien pu s'exporter vers d'autres planètes du Système solaire.

En démontrant que des organismes cryptoendolithiques sont capables de survivre au moins 18 mois dans l'espace, et ce bien que cette durée soit loin d'être comparable avec les milliers ou millions d'années nécessaires à la lithopanspermie, ces données constituent la première preuve directe que des organismes à l'intérieur de roche seraient susceptibles de voyager dans l'espace.

Toutefois, « pour que ce transfert de vie entre planètes soit viable, il faut absolument qu'il y ait une protection physique » contre la lumière ultraviolette, ce qui en soi démontre les limites de ce scénario... Les chances de survie d'un micro-organisme dépendent d'une combinaison de facteurs favorables qui doivent être présents. Ce micro-organisme doit être camouflé à l'intérieur de la roche, capable de rester endormi et avoir la faculté de réparer efficacement les dommages de molécules cibles comme les acides nucléiques.

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