Une nouvelle étude a révélé comment un groupe de microbes des grands fonds fournit des indices sur l'évolution de la vie sur Terre, selon un article récent de La revue ISME . Les chercheurs ont utilisé des méthodes moléculaires de pointe pour étudier ces microbes, qui prospèrent dans le chaud, fluides sans oxygène qui traversent la croûte terrestre.

Appelé Hydrothermarchaeota, ce groupe de microbes vit dans un environnement si extrême qu'ils n'ont jamais été cultivés en laboratoire pour l'étude. Une équipe de recherche du Bigelow Laboratory for Ocean Sciences, l'Université d'Hawai'i à Manoa, et le Department of Energy Joint Genome Institute a contourné le problème de la culture avec des méthodes de séquençage génétique appelées génomique, une suite de nouvelles techniques utilisées pour séquencer de grands groupes d'informations génétiques. Ils ont découvert que Hydrothermarchaeota peut obtenir de l'énergie en traitant du monoxyde de carbone et du sulfate, qui est une stratégie métabolique négligée. Les microbes utilisent l'énergie de ce processus pour se développer comme une forme de chimiosynthèse.

"La majorité de la vie sur Terre est microbienne, et la plupart des microbes n'ont jamais été cultivés, " dit Beth Orcutt, un chercheur scientifique principal au laboratoire Bigelow et l'un des auteurs principaux de l'étude. "Ces résultats soulignent pourquoi la génomique unicellulaire est un outil si important pour découvrir comment une énorme proportion de la vie fonctionne."

L'analyse des génomes des Hydrothermarchaeota a révélé que ces microbes appartiennent au groupe de vie unicellulaire connu sous le nom d'archées et ont évolué au début de l'histoire de la vie sur Terre, tout comme leurs processus métaboliques inhabituels. Ces observations suggèrent que la croûte océanique souterraine est un habitat important pour comprendre comment la vie a évolué sur Terre, et potentiellement d'autres planètes.

Les chercheurs ont également trouvé des preuves génétiques que les Hydrothermarchaeota ont la capacité de se déplacer par eux-mêmes. La motilité offre une stratégie de survie précieuse pour l'environnement extrême qu'ils appellent leur maison, qui a un approvisionnement limité en nutriments essentiels à la vie.

"L'étude de ces microbes uniques peut nous donner un aperçu à la fois de l'histoire de la Terre et des stratégies potentielles de la vie sur d'autres planètes, " a déclaré Stéphanie Carr, premier auteur de l'article et ancien chercheur postdoctoral chez Orcutt qui est maintenant professeur adjoint au Hartwick College. « Leurs stratégies de survie les rendent incroyablement polyvalents, et ils jouent un rôle important, rôle négligé dans les environnements souterrains où ils vivent.

En 2011, Orcutt et d'autres scientifiques du projet ont navigué jusqu'au flanc de la crête Juan de Fuca, une dorsale médio-océanique au large de la côte de Washington où deux plaques océaniques se séparent et génèrent une nouvelle croûte océanique. Ils ont utilisé Jason, le robot de plongée profonde de la Woods Hole Oceanographic Institution, pour parcourir 2,6 km jusqu'au fond marin et collecter des échantillons du fluide qui s'écoule à travers la croûte profonde.

Ces fluides crustaux contenaient des microbes qui n'avaient jamais été étudiés auparavant. Travaillant en partenariat avec le Département de l'Énergie Joint Genome Institute, les chercheurs ont trié et analysé les microbes dans le centre de génomique à cellule unique du laboratoire Bigelow. Ce centre de recherche de pointe est dirigé par Ramunas Stepanauskas, chercheur principal et auteur de l'étude. L'équipe du projet a également analysé les microbes à l'aide de la métagénomique, une technique qui extrait des informations génomiques directement à partir d'échantillons environnementaux. Ces analyses ont permis de mieux comprendre les empreintes génétiques des Hydrothermarchaeota, leur relation avec les autres archées, et les stratégies qu'ils ont développées pour survivre dans le sous-sol.

Les chercheurs s'appuieront sur cette découverte à leur retour sur la crête de Juan de Fuca en mai 2019 pour continuer à enquêter sur les microbes extrêmes qui prospèrent sous le fond marin. Orcutt dirigera une croisière utilisant le ROV Jason avec cette équipe de chercheurs pour explorer davantage l'environnement sous-marin, en tirant parti du financement de la National Science Foundation et de la NASA.

"Les microbes vivant 'enfouis vivants' sous le fond marin nous intriguent vraiment, puisqu'ils peuvent survivre avec de faibles quantités d'énergie, " a déclaré Orcutt. " Nous espérons que nos expériences sur ces microbes étranges pourront montrer comment ils font cela, nous pouvons donc imaginer comment la vie pourrait exister sur d'autres planètes."