Communauté microbienne unique vivant sur l’ancienne île de Hunga Tonga Hunga Ha’apai


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  • Sur l’île éphémère de Hunga Tonga Hunga Ha’apai, les chercheurs ont découvert une communauté microbienne unique qui métabolise le soufre et les gaz atmosphériques, semblable aux organismes trouvés dans les bouches d’aération ou les sources chaudes.

    En 2015, un volcan sous-marin dans le Pacifique Sud est entré en éruption, formant l’île Hunga Tonga Hunga Ha’apai, destinée à une courte vie de sept ans. Une équipe de recherche dirigée par l’Université du Colorado à Boulder et l’Institut coopératif de recherche en sciences de l’environnement (CIRES) a sauté sur la rare opportunité d’étudier les premiers colonisateurs microbiens d’une masse continentale nouvellement formée et, à leur grande surprise, les chercheurs ont découvert une communauté microbienne unique qui métabolise le soufre et les gaz atmosphériques, semblables aux organismes que l’on trouve dans les bouches d’aération ou les sources chaudes.

    « Ces types d’éruptions volcaniques se produisent partout dans le monde, mais elles ne produisent généralement pas d’îles. Nous avons eu une opportunité incroyablement unique », a déclaré Nick Dragone, doctorant au CIRES et auteur principal de l’étude publiée ce mois-ci dans mBio. « Personne n’avait jamais étudié de manière approfondie les micro-organismes de ce type de système insulaire à un stade aussi précoce auparavant. »

    « L’étude des microbes qui colonisent d’abord les îles donne un aperçu du stade le plus précoce du développement de l’écosystème – avant même que les plantes et les animaux n’arrivent », a déclaré Noah Fierer, boursier CIRES, professeur d’écologie et de biologie évolutive à CU Boulder et auteur correspondant de l’étude. .

    Une équipe multi-institutionnelle de chercheurs sur le terrain a collecté des échantillons de sol de l’île, puis les a expédiés au campus de CU Boulder. Dragone et Fierer pourraient alors extraire et séquencer des échantillons d’ADN à partir des échantillons.

    « Nous n’avons pas vu ce à quoi nous nous attendions », a déclaré Dragone. « Nous pensions voir des organismes que vous trouverez lors du retrait d’un glacier, ou des cyanobactéries, des espèces de colonisateurs précoces plus typiques – mais à la place, nous avons trouvé un groupe unique de bactéries qui métabolisent le soufre et les gaz atmosphériques. »

    Et ce n’était pas la seule tournure inattendue de ce travail : le 15 janvier 2022, sept ans après sa formation, le volcan a de nouveau éclaté, anéantissant toute la masse continentale lors de la plus grande explosion volcanique du 21e siècle. L’éruption a complètement anéanti l’île et a éliminé la possibilité pour l’équipe de continuer à surveiller leur site.

    « Nous nous attendions tous à ce que l’île reste », a déclaré Dragone. « En fait, la semaine avant l’explosion de l’île, nous commencions à planifier un voyage de retour. »

    Cependant, la même nature inconstante du Hunga Tonga Hunga Ha’apai (HTHH) qui l’a fait exploser explique également pourquoi l’équipe a trouvé un ensemble de microbes si unique sur l’île. Hunga Tonga a été formée volcaniquement, comme Hawaï.

    « L’une des raisons pour lesquelles nous pensons voir ces microbes uniques est due aux propriétés associées aux éruptions volcaniques : beaucoup de soufre et de sulfure d’hydrogène gazeux, qui alimentent probablement les taxons uniques que nous avons trouvés », a déclaré Dragone. « Les microbes étaient les plus similaires à ceux trouvés dans les évents hydrothermaux, les sources chaudes comme Yellowstone et d’autres systèmes volcaniques. Notre meilleure hypothèse est que les microbes provenaient de ces types de sources. »

    L’expédition à HTHH a nécessité une étroite collaboration avec des membres du gouvernement du Royaume des Tonga, qui étaient disposés à travailler avec des chercheurs pour collecter des échantillons sur des terres normalement non visitées par des invités internationaux. La coordination a nécessité des années de travail de la part de collaborateurs de la Sea Education Association et de la NASA : un observateur tongan doit approuver et superviser toute collecte d’échantillons effectuée dans le Royaume.

    « Ce travail a attiré tant de personnes du monde entier, et nous avons beaucoup appris. Nous sommes bien sûr déçus que l’île ait disparu, mais maintenant nous avons beaucoup de prédictions sur ce qui se passe lorsque les îles se forment », a déclaré Dragone. « Donc, si quelque chose se formait à nouveau, nous serions ravis d’y aller et de collecter plus de données. Nous aurions un plan de match sur la façon de l’étudier. »

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