La vie microbienne dans des conditions de sécheresse extrême

Le désert d’Atacama est l’un des endroits les plus inhospitaliers du monde. Mais des chercheurs rapportent que même dans des conditions de sécheresse extrême, des communautés microbiennes peuvent exister et cela donne des pistes pour la vie sur d’autres planètes, notamment Mars.


Le site Lomas Bayas où on a pris les échantillons dans l'Atacama - Crédit : Dirk Schulze-Makuch, TU Berlin
Le site Lomas Bayas où on a pris les échantillons dans l'Atacama - Crédit : Dirk Schulze-Makuch, TU Berlin

La région centrale du désert d’Atacama en Amérique du Sud est l’un des endroits les plus arides de la planète. Parfois, il ne pleut qu’une fois par décennie et les précipitations annuelles sont bien inférieures à 20 mm. Les conditions sèches ont entraîné des concentrations élevées de sel dans le sol et une faible teneur en matière organique.

Des communautés microbiennes actives dans l’Atacama

Cependant, les scientifiques ont trouvé des micro-organismes même dans ces régions extrêmes. Mais on ignorait si ces environnements favorisent une croissance microbienne active ou si les cellules observées ont été introduites par le transport via le vent. Des analyses détaillées réalisées par une équipe de recherche internationale montrent que, même dans les zones les plus arides de l’Atacama, il existe une communauté microbienne qui devient métaboliquement active après une augmentation épisodique de l’humidité après les pluies. Les nouvelles découvertes, publiées dans la revue PNAS, sont importantes pour l’évolution de la vie et des paysages sur Terre.1 De plus, les résultats ont des implications pour la perspective de vie sur d’autres planètes, notamment Mars.

Les scientifiques ont prélevé des échantillons de sol à 6 endroits différents dans le désert d’Atacama de 2015 à 2017. Nous avons choisi des emplacements d’échantillons le long d’un profil d’humidité décroissante depuis la côte jusqu’à des conditions extrêmes dans la région centrale de l’Atacama selon Dirk Schulze-Makuch de la TU Berlin. Ce gradient devrait se refléter dans les conditions favorables à la vie, que nous appelons l’habitabilité ainsi que dans le nombre et la diversité des micro-organismes.

Pour avoir une vue d’ensemble, les scientifiques ont utilisé un large éventail de méthodes complémentaires mises en oeuvre dans plusieurs institutions géoscientifiques de Berlin et de Potsdam avec des partenaires internationaux. Entre autres, l’équipe a effectué des caractérisations physico-chimiques de l’habitabilité du sol et des études de biologie moléculaire.

Ces derniers ont été réalisés principalement au Centre allemand de recherche GFZ pour les géosciences à Potsdam où l’ADN intracellulaire et extracellulaire a été analysé. Grâce à cette méthode, nous pouvons déterminer les microorganismes qui existent dans les différents sites de l’Atacama, notamment ceux qui sont représentés par leur ADN dans le sédiment comme un signal du passé selon Dirk Wagner, responsable du GFZ. D’autres études comme des tests sur les enzymes ont montré que les organismes suspectés dans la plupart des cas sont métaboliquement actifs.

Des possibilités pour la vie microbienne sur Mars

Pour les scientifiques, il n’est pas seulement important de savoir où la vie microbienne peut exister, car il est également important de connaître les changements au fil du temps. Dans cette étude, les chercheurs ont eu de la chance, car le premier échantillonnage en avril 2015 a eu lieu peu de temps après un événement de pluie inattendu. L’humidité a eu des effets positifs sur la vie et l’activité dans le désert.

Nous pouvons clairement montrer que peu de temps après un événement de précipitation, l’abondance et l’activité biologique des micro-organismes diminuent selon Wagner. Mais les organismes, qui sont principalement des bactéries, ne meurent pas complètement. Selon les auteurs, les organismes unicellulaires se trouvent principalement dans les couches plus profondes du désert d’Atacama où ils ont formé des communautés actives pendant des millions d’années et ont évolué pour faire face aux conditions difficiles.

Une comparaison du type de sol sur Mars et dans le désert de l'Atacama - Crédit : NASA (gauche) / Alessandro Airo, TU Berlin (droite)

Une comparaison du type de sol sur Mars et dans le désert de l’Atacama – Crédit : NASA (gauche) / Alessandro Airo, TU Berlin (droite)

Les découvertes du désert sud-américain sont très utiles pour la question de la vie sur d’autres planètes, notamment par rapport à Mars. Le climat martien était initialement humide, les rivières et les lacs existaient avant le début de la désertification. Aucune pluie ne peut tomber de la fine atmosphère martienne, mais de l’eau liquide peut être présente près de la surface en raison des chutes de neige nocturnes. De plus, il y a du brouillard et sur certaines pentes, on a également des saumures salées qui coulent sporadiquement en fournissant des fluides. Mais l’exposition à un rayonnement à la surface est beaucoup plus importante que sur Terre. Sur la base des résultats de l’étude, les auteurs parviennent à la conclusion suivante. Si la vie a évolué sur Mars dans le passé, avec des conditions meilleures qu’aujourd’hui, alors elle aurait pu subir la transition vers des conditions hyper-arides et peut-être même se retrouver dans des niches souterraines.

Sources

1.
A Transitory Microbial Habitat in the Hyperarid Atacama Desert. Proceedings of the National Academy of Sciences. 10.1073/pnas.1714341115″ target= »_blank » rel= »noopener noreferrer »>http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1714341115. Published February 26, 2018. Accessed February 26, 2018.

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Jacqueline Charpentier

Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d'emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l'actualité scientifique et celle de la santé.

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