Les volcans sous-marins à activité hydrothermale représentent une grande partie du volcanisme de la Terre et sont des points chauds biologiques riches en minéraux, pourtant, on sait très peu de choses sur la dynamique de la diversité microbienne dans ces systèmes. Cette semaine à PNAS , Reysenbach et ses collègues, montrer que sur l'un de ces volcans, Volcan de l'arc sous-marin Brothers, NE de la Nouvelle-Zélande, l'histoire géologique et les trajets des fluides hydrothermaux souterrains témoignent de la complexité de la composition microbienne des fonds marins, et fournir également des informations sur la façon dont les processus souterrains passés et présents pourraient être imprimés dans la diversité microbienne.

« Les microbes des sources chaudes du monde entier tirent leur énergie en partie de la géochimie de l'eau chaude/des fluides. C'est la même chose pour les sources chaudes du fond marin du volcan Brothers. Étant donné que les systèmes hydrothermaux influencés par l'eau de mer et le gaz magmatique coexistent à Brothers, nous avons prédit que les microbes dans les sites de cônes magmatiques actifs (IMAGE1) seraient très différents de ceux de la paroi de la caldeira (IMAGE 2) qui sont largement affectés par l'eau de mer modifiée", a déclaré Reysenbach, Professeur de microbiologie à la Portland State University. Mais ce à quoi ils ne s'attendaient pas, c'est qu'il y aurait également deux communautés microbiennes très différentes à proximité l'une de l'autre sur la paroi de la caldeira.

D'après les récents forages et mesures géophysiques du Programme international de découverte des océans (IODP), il est prouvé qu'après l'effondrement de la caldeira volcanique du stratovolcan d'origine pour former la caldeira actuelle, le premier système hydrothermal magmatique a été surchargé par un système plus dominé par l'eau de mer. Les auteurs montrent que l'une des communautés de la caldeira s'aligne avec les microbes des cheminées hydrothermales influencées par le magmatique du cône le plus récent qui s'est développé à partir du sol de la caldeira. Il est probable qu'une combinaison de différents assemblages minéraux souterrains recoupés par les fluides hydrothermaux en circulation aide à former des communautés microbiennes distinctes sur la paroi de la caldeira.

"Ayant étudié le volcan Brothers pendant 20 ans, ce travail m'a vraiment étonné car pour la première fois, j'ai pu joindre les points des gaz magmatiques et des fluides hydrothermaux jusqu'aux communautés microbiennes", a déclaré le co-auteur Cornel de Ronde, Scientifique principal chez GNS Science, Nouvelle-Zélande.

Cette étude décrit également plus de 90 nouvelles familles bactériennes et archéennes, et près de 300 genres jusque-là inconnus, soulignant à quel point nous savons peu de choses sur la biodiversité dans ces systèmes et comment la complexité de la géologie souterraine peut contribuer à une biodiversité microbienne élevée. Par ailleurs, ces sites comprennent de nombreux microbes potentiellement ramifiés et symbiotiques dont l'étude prospective contribuera à notre compréhension de l'évolution de la vie sur Terre et des interactions qui façonnent les communautés souterraines.

"J'espère que ce travail encouragera d'autres à voir cette géologie, la géochimie et même la géophysique peuvent en fait aller de pair avec les études microbiennes. Il suffit de traduire les différentes informations dans un langage compris de tous, alors vous découvrirez de nouveaux paradigmes", dit de Ronde.