Vallée de Wright, l'une des vallées sèches de McMurdo en Antarctique, où les cyanobactéries extrêmophiles, appelés hypolithes, habitent. Crédit :David Saül
Les astuces de survie adoptées par les microbes appelés cyanobactéries hypolithiques, qui se trouvent sous les roches de quartz dans les déserts de la Terre, pourrait indiquer comment la vie microbienne sur Mars peut vivre, disent les chercheurs.
Rien ne bouge dans les McMurdo Dry Valleys de l'Antarctique. Le soleil éblouissant frappe les creux rocheux qui se nichent entre les montagnes enneigées. Une empreinte peut durer des décennies car il ne pleut jamais dans ces vallées. C'est l'un des endroits les plus inhospitaliers de la Terre, pourtant, il pourrait détenir le secret de la vie sur d'autres planètes.
"La surface de Mars est un extrême, désert froid, et donc une première étape pour essayer d'identifier les traces de la vie passée ou présente sur Mars est d'identifier ce que nous savons vivre dans des environnements similaires ici sur Terre, " Steve Pointant, professeur d'études environnementales et directeur des sciences au Yale-US College à Singapour, raconte Astrobiology Magazine. "L'un des meilleurs analogues est les McMurdo Dry Valleys de l'Antarctique."
Sous les roches de quartz qui jonchent ces vallées, de petites communautés de bactéries survivent. Ces cyanobactéries, capables de convertir la lumière du soleil en énergie, sont appelés hypolithes et se sont adaptés à des conditions trop difficiles pour la plupart des autres organismes. Connus sous le nom d'extrêmophiles, ces bactéries dessinent les limites extérieures auxquelles la vie peut exister et se trouvent dans les déserts du monde entier.
Dans un article publié l'année dernière dans la revue Frontiers of Microbiology, Pointing et ses collègues ont échantillonné des cyanobactéries hypolithiques dans les déserts de chacun des continents du globe. Ils ont découvert que les conditions désertiques sont suffisamment variables pour que certains genres de cyanobactéries prospèrent dans certains déserts, mais pas dans les autres. Quelques déserts, par exemple, avoir rare, des précipitations extrêmes, tandis que d'autres ont un brouillard nocturne constant qui introduit de l'eau dans les écosystèmes.
Les cyanobactéries hypolithiques occupent une niche dans les écosystèmes désertiques. La roche de quartz sous laquelle ils vivent laisse entrer la lumière, mais les protège des ultraviolets. Parce qu'ils photosynthétisent, ces minuscules bactéries vertes sont une source majeure de biomasse dans les déserts, ce qui en fait le fondement de la chaîne alimentaire de l'écosystème.
"Si nous pouvons comprendre comment ces communautés hypolithiques survivent dans ces environnements difficiles, cela peut donner une idée de la probabilité que nous puissions détecter la vie sur d'autres planètes, " dit Donnabella Lacap-Bugler, un microbiologiste à l'Université de technologie d'Auckland en Nouvelle-Zélande et auteur principal de l'article.
Un exemple de cyanobactéries hypolithiques sur une roche de quartzite trouvée dans le désert du Namib en Namibie. Crédit :Ed Rybicki.
De la chaleur torride de la Vallée de la Mort aux États-Unis aux étendues glaciales de l'Antarctique, l'équipe a collecté un total de 64 communautés hypolithiques pour voir si leur composition différait d'un désert à l'autre – et c'est ce qu'elles ont fait.
"Bien que les cyanobactéries soient omniprésentes dans les communautés hypolithiques de différents déserts, il y a des genres plus dominants que d'autres, " dit Lacap-Bugler. " Les déserts froids comme les déserts de l'Antarctique et du Tibet auront tendance à avoir une plus grande abondance de cyanobactéries filamenteuses, appelé phormidium."
Le phormidium est un type de cyanobactérie qui, sous un microscope, ressemble à de courts brins de spaghetti et qui est capable d'exploiter des habitats qui alternent entre de courtes périodes favorables à la croissance, et des périodes sèches qui les envoient dans un état inactif, un peu comme l'hibernation, jusqu'au début de la phase de croissance suivante. Phormidium se porte bien dans des endroits comme les McMurdo Dry Valleys, où longtemps, les périodes sèches de froid extrême sont suivies de phases plus chaudes d'eau de rinçage provenant de la fonte des glaces.
Dans les déserts chauds, bien que, Chroococcidiopsis est plus abondant, dit Lacap-Bugler. Cette bactérie photosynthétique ressemble à un petit chou de Bruxelles, et dans une communauté, ils se regroupent en boules vertes grumeleuses. Chroococcidiopsis survit à la chaleur cuisante des déserts chauds en sécrétant des molécules absorbant l'eau qui recouvrent ses cellules afin de s'accrocher à l'humidité.
"C'est pourquoi Chroococcidiopsis prospère dans les déserts où le brouillard ou d'autres apports d'humidité petits mais réguliers sont typiques, " Pointant dit.
Bien que ces bactéries soient adaptées aux déserts chauds de la Terre, ils sont le meilleur analogue pour la vie sur Mars, Pointage dit. Mars peut être très froid, mais il lui manque une atmosphère magnétisée pour repousser les assauts du rayonnement solaire. La stratégie de Chroococcidiopsis pour retenir l'humidité le protège également des niveaux élevés de rayonnement.
"Ce serait une nécessité absolue à la surface de Mars car les niveaux de rayonnement sont élevés, " il dit.
La prochaine étape de cette recherche consiste à séquencer le génome complet de ces communautés de cyanobactéries pour faire la lumière sur les gènes uniques qui leur permettent de survivre dans des environnements aussi extrêmes. Pointing dit qu'il serait intéressant de connaître le nombre minimum d'espèces photo-autotrophes (celles qui peuvent créer de l'énergie à partir de la lumière du soleil) nécessaires pour former une espèce indépendante, communauté du désert extrême. Cela nous dirait comment la biologie contraint le développement de la vie sur d'autres mondes.
