Déconnectée de l’énergie du soleil, la mer profonde de l’Arctique recouverte de glace en permanence reçoit d’infimes quantités de matière organique qui entretient la vie. Les bactéries capables de récolter l’énergie dégagée par les sources hydrothermales sous-marines pourraient ainsi avoir un avantage. Lors de missions de recherche avec le navire de recherche Polarstern, des scientifiques allemands ont découvert des bactéries spécialement adaptées à cette géoénergie flottant dans les eaux profondes. Ils décrivent le rôle de ces bactéries dans le cycle biogéochimique de l’océan.
Au in addition profond de l’océan, aux limites des plaques tectoniques, des fluides chauds s’élèvent à partir de sources dites hydrothermales. Les fluides sont dépourvus d’oxygène et contiennent de grandes quantités de métaux tels que le fer, le manganèse ou le cuivre. Certains peuvent également transporter des sulfures, du méthane et de l’hydrogène. Lorsque l’eau chaude se mélange à l’eau de mer environnante froide et oxygénée, des panaches dits hydrothermaux se développent et contiennent des particules de sulfure métallique ressemblant à de la fumée. Ces panaches s’élèvent à des centaines de mètres du fond marin et se dispersent à des milliers de kilomètres de leur supply. Les panaches hydrothermaux peuvent sembler être un endroit précaire pour s’installer chez soi. Cependant, cela n’empêche pas certaines bactéries de prospérer juste là, selon une étude maintenant publiée dans Mother nature Microbiology.
In addition que de simples visiteurs temporaires ?
“Nous avons examiné en détail les bactéries du style Sulfurimonas”, explique le leading auteur Massimiliano Molari de l’Institut Max Planck de microbiologie maritime à Brême, en Allemagne. Jusqu’à présent, ces bactéries ne se développaient que dans des environnements à faible teneur en oxygène, mais des séquences de gènes avaient parfois également été détectées dans des panaches hydrothermaux. Comme leur nom l’indique, ils sont connus pour utiliser l’énergie du sulfure. “On a supposé qu’ils y étaient chassés par les environnements associés aux évents du fond marin. Mais nous nous sommes demandé si les panaches pourraient en fait être un environnement approprié pour certains membres du groupe Sulfurimonas.”
Situations d’échantillonnage difficiles
En collaboration avec des collègues de l’Institut Alfred Wegener, du Centre Helmholtz pour la recherche polaire et maritime de Bremerhaven (AWI) et du Centre MARUM pour les sciences de l’environnement marin de l’Université de Brême, Molari a donc entrepris un voyage d’échantillonnage difficile dans les panaches hydrothermaux du centre et du sud de l’Arctique. Océan Atlantique. “Nous avons échantillonné des panaches dans des zones extrêmement éloignées de crêtes à propagation ultra-lente qui n’avaient jamais été étudiées auparavant. La collecte d’échantillons de panaches hydrothermaux est très compliquée, automobile ils ne sont pas faciles à localiser. L’échantillonnage devient encore additionally difficile lorsque le panache est situé à des profondeurs de plus de 2500 mètres. mètres et sous la banquise arctique, ou dans les zones orageuses de l’océan Austral », explique Antje Boetius, chef de groupe à l’Institut Max Planck de microbiologie maritime et directeur de l’AWI, qui était le scientifique en chef des missions arctiques. À bord du navire de recherche Polarstern, les scientifiques ont réussi à prélever des échantillons et, dans cette eau, ont étudié la composition et le métabolisme des bactéries.
Bien équipé et répandu
Molari et ses collègues ont identifié une nouvelle espèce de Sulfurimonas appelée USulfurimonas pluma (l’exposant “U” signifie inculte) habitant les panaches hydrothermaux froids et saturés d’oxygène. Étonnamment, ce micro-organisme a utilisé l’hydrogène du panache comme supply d’énergie, plutôt que le sulfure. Les scientifiques ont également étudié le génome des microbes et ont découvert qu’il était fortement réduit, qu’il manquait des gènes typiques de leurs proches, mais qu’il était bien équipé avec d’autres pour leur permettre de se développer dans cet environnement dynamique.
“Nous pensons que le panache hydrothermal ne disperse pas seulement les micro-organismes des évents hydrothermaux, mais qu’il pourrait également relier écologiquement l’océan ouvert aux habitats des fonds marins. Notre analyse phylogénétique suggère que l’USulfurimonas pluma pourrait provenir d’un ancêtre associé à un évent hydrothermal, qui a acquis une plus grande tolérance à l’oxygène et s’est ensuite propagée à travers les océans. Cependant, cela reste à étudier moreover avant “, dit Molari.
Un examen des données génomiques d’autres panaches a révélé que USulfurimonas pluma pousse dans ces environnements partout dans le monde. “De toute évidence, ils ont trouvé une area of interest écologique dans les panaches hydrothermaux froids, saturés en oxygène et riches en hydrogène”, explique Molari. “Cela signifie que nous devons repenser nos idées sur le rôle écologique de Sulfurimonas dans l’océan profond – elles pourraient être beaucoup moreover importantes que nous ne le pensions auparavant.”