Le matériau nuageux qui dérive des évents en forme de cheminée dans le fond de l’océan pourrait abriter des formes de vie microscopiques dont les scientifiques ignoraient même l’existence.
Les crêtes du fond marin de l’océan sont jonchées de fissures appelées évents hydrothermaux qui crachent des fluides chauds et profonds de la Terre contenant des sulfures d’hydrogène, du méthane et de l’hydrogène dans l’océan.
Autour de la périphérie chaude de ces distributeurs de nutriments dynamiques se blottissent tout un tas de microbes affamés et mystérieux qui utilisent les produits chimiques diffusés par l’évent pour prospérer en l’absence de lumière solaire ou d’oxygène abondant.
Mais ce ne sont peut-être pas les seules niches fournies par les évents dans lesquelles les microbes survivent.
Une nouvelle étude a maintenant identifié un genre appelé Sulfurimonas, qui peut non seulement prospérer autour des évents hydrothermaux, mais aussi vivre dans les panaches plus froids et plus oxygénés qui se déversent au-dessus.
Ces nuages enfumés peuvent s’étendre vers le haut sur des centaines de mètres et sur des kilomètres. Ils se produisent lorsque le magma chaud se mélange à l’eau de mer froide et comprennent un menu de produits chimiques entièrement différent des évents hydrothermaux d’où ils jaillissent.
Sulfurimonas est connu pour être un acteur dominant autour des évents hydrothermaux, survivant facilement dans de l’eau chaude et appauvrie en oxygène et utilisant le sulfure émis par les évents pour l’énergie, mais ces nouvelles découvertes suggèrent que certaines espèces ont évolué pour s’élever avec les panaches.
Des études antérieures ont échantillonné les sommets des panaches hydrothermaux et trouvé des signes génétiques de Sulfurimonas, mais on ne pensait pas que les bactéries se développaient réellement dans le nuage. On croyait que les panaches étaient trop froids et saturés de oxygène.
“On supposait que [the bacteria] y ont été chassés par les environnements associés aux évents du fond marin », explique le microbiologiste marin Massimiliano Molari de l’Institut Max Planck en Allemagne.
“Mais nous nous sommes demandé si les panaches pouvaient réellement être un environnement approprié pour certains membres du groupe Sulfurimonas.”
L’échantillonnage des panaches hydrothermaux est un travail compliqué. Cela nécessite des expéditions dans des régions éloignées de l’océan, où les limites des plaques tectoniques se séparent progressivement.
Ces régions ne sont pas faciles à localiser, et même lorsqu’elles sont trouvées, l’échantillonnage du panache hydrothermal est délicat lorsqu’il se trouve à plus de 2 500 mètres (environ 8 200 pieds) sous la banquise arctique ou les calottes blanches des vagues agitées.
L’étude actuelle est la première à tester directement si les sommets de ces panaches fournissent un habitat convenable pour Sulfurimonas.
L’échantillonnage a eu lieu dans le centre de l’océan Arctique et également le long de l’océan Atlantique Sud.
Le séquençage du génome a révélé une espèce particulière, appelée Sulfurimonas pluma, qui était “globalement abondante et active dans les panaches hydrothermaux froids (moins de 0 à 4 degrés Celsius), saturés en oxygène et riches en hydrogène”.
Contrairement à d’autres espèces de Sulfurimonas, le génome de S. pluma a montré des signatures d’un métabolisme aérobie, qui repose sur l’oxygène pour se développer.
La bactérie semble également avoir perdu la capacité de réduire le nitrate, ce que le genre utilise généralement à la place de l’oxygène lorsqu’il vit autour des bouches hydrothermales.
D’autres études sont nécessaires pour déterminer quels métaux et composés favorisent la croissance de S. pluma dans les panaches proches du point de congélation des matériaux dérivants, mais selon les nouveaux résultats, cela semble être un environnement propice à la vie et à la reproduction des bactéries.
On pense que d’autres signes de bactéries dans les panaches hydrothermaux proviennent de l’eau de mer environnante et non des évents hydrothermaux. Cela pourrait être vrai pour S. pluma, mais il se pourrait aussi que cette bactérie soit une espèce « en transition ». Cela pourrait expliquer comment certaines des formes de vie les plus anciennes de l’océan (peut-être plus de 4 milliards d’années) ont évolué pour s’éloigner des bouches hydrothermales et s’installer ailleurs.
“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”, explique Molari.
“Notre analyse phylogénétique suggère que Sulfurimonas 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 propagé à travers les océans.”
Molari et ses collègues affirment que leurs découvertes ont ouvert “de nouveaux paradigmes dans l’écologie microbienne” de la mer, révélant une nouvelle niche pour une bactérie abondante que l’on trouve dans les océans du monde entier.
L’étude a été publiée dans Nature Microbiology.
