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    Pour les microbes zombies, le buffet d'eau profonde est juste hors de portée

    Le système de carottier long montré à bord du R/V Knorr. Plus les noyaux sont longs, plus ils s'enfoncent, collecter des sédiments plus anciens qui enregistrent les conditions et les événements passés dans les océans et le climat de la planète. Crédit : Kevin King

    Loin au-dessous du fond de l'océan, les sédiments regorgent de microbes étranges ressemblant à des zombies. Bien qu'ils soient techniquement vivants, ils grandissent au ralenti, et peut prendre des décennies pour qu'une seule cellule se divise, ce que font leurs cousins ​​à la surface en quelques minutes. Une nouvelle étude de la Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) commence à déterminer comment ils survivent en examinant leur source de «nourriture» – les molécules voisines de carbone organique. L'étude aide à mieux comprendre les limites de la vie sur Terre et pourrait aider à expliquer comment la vie pourrait exister sur d'autres planètes.

    Dans un article publié dans le numéro du 21 janvier de la revue Géosciences de la nature , Les scientifiques de l'OMSI ont examiné de longues carottes prélevées à bord du N/R Knorr et du N/R Revelle au milieu des océans Atlantique Nord et Pacifique Sud. En analysant les sédiments de la carotte à l'aide de rayons X de haute intensité, les chercheurs ont découvert qu'ils contenaient de faibles niveaux de molécules de carbone organique - des morceaux de protéines anciennes d'organismes morts depuis longtemps - conservés dans des sédiments vieux de 25 millions d'années.

    Dans des circonstances normales, du carbone comme celui-ci serait rapidement happé par les microbes. Il n'y en a pas beaucoup dans les sédiments médio-océaniques profonds de l'Atlantique et du Pacifique, ce qui en fait des endroits difficiles pour les micro-organismes de survivre. Toute bactérie qui tomberait dessus aurait droit à un petit festin. Mais pour une raison quelconque, les microbes à proximité ne profitent pas pleinement de cette aubaine.

    "Du point de vue de la chimie pure, ils devraient être capables de métaboliser tout ce carbone, mais ils ne le sont pas, " dit Emily Estes, auteur principal sur le papier, qui est actuellement chercheur postdoctoral à l'Université du Delaware. Au moment de l'étude, Estes était doctorant dans le programme conjoint MIT-WHOI, travaillant directement avec la co-auteur Colleen Hansel.

    Emily Estes (à droite), auteur principal de l'article, et Chloe Anderson, étudiante à l'Université de Boston, lors d'une expédition dans l'océan Atlantique nord à bord du N/R Knorr. Crédit : Kevin King

    La présence de carbone est inhabituelle, Elle ajoute, car les sédiments contiennent également de l'oxygène. D'habitude, les types de microbes qui y prospèrent utiliseraient les deux produits chimiques. L'oxygène agit comme une sorte de « carburant » pour le métabolisme et d'autres réactions biochimiques à l'intérieur des organismes; le carbone fournit les matières premières pour ces réactions, et laisse les cellules reconstruire leurs propres structures et organites. Mais dans les sédiments profonds, l'équilibre entre les deux est étrangement déséquilibré.

    On ne sait pas exactement pourquoi l'excès de carbone organique reste, Estes dit, mais son étude a écarté au moins une explication existante. Des recherches antérieures suggéraient que les microbes ne « mangeaient » pas l'excès de carbone parce qu'il était sous une forme qu'ils ne pouvaient pas métaboliser. Estes et ses collègues, cependant, ont découvert que le carbone organique est sous une forme utilisable par les microbes et a essentiellement la même structure dans tout le sédiment. Au lieu, elle dit, une réponse plus plausible est que le carbone a fusionné avec des minéraux dans les sédiments, le rendant indisponible. Elle propose également un troisième mécanisme, probablement le plus dominant :les microbes ne peuvent pas physiquement atteindre l'excès de carbone. Au fond de l'océan, cette source de nourriture est très peu répartie, et les microbes trop lents pour faire beaucoup de recherches.

    Les carottes de sédiments d'eau profonde montrées divisées en deux. En analysant les carottes à l'aide de rayons X de haute intensité, les chercheurs ont découvert de faibles niveaux de carbone organique dans les sédiments vieux de 25 millions d'années qui étaient composés d'un type de carbone que les microbes peuvent utiliser pour produire de l'énergie. Crédit : Kevin King

    "Du point de vue d'un microbe, le carbone peut être juste hors de portée. Quand tu vis dans un état sans trop d'énergie à revendre, comme ces organismes, il peut être trop difficile de nager ou de ramper pour le trouver, " dit Colleen Hansel, un géochimiste microbien à WHOI.

    "Ce qui m'excite particulièrement, c'est que cette recherche peut nous aider à comprendre certaines des limites de la vie en général, que ce soit sous le fond marin, ou sur une autre planète ou lune, " ajoute-t-elle. " Lorsque l'on considère les conditions qui peuvent soutenir la vie microbienne extraterrestre, l'environnement physique peut être tout aussi important que l'environnement chimique. Les microbes vivant dans un environnement contenant des îlots de nutriments physiquement séparés et à faible diffusion ne peuvent tout simplement pas utiliser cette source d'énergie pour se développer."


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