Des chercheurs ont découvert des communautés microbiennes prospères dans l'un des environnements sous-marins les plus hostiles de la Terre, avec un pH de 12 dans la région de l'avant-arc des Mariannes. En utilisant des biomarqueurs lipidiques, l'équipe a révélé comment ces microbes métabolisent le méthane et le sulfate pour survivre. Ces découvertes suggèrent que de telles conditions extrêmes pourraient refléter des sites où la vie primordiale est apparue.
Dans une étude publiée dans Communications Earth, des scientifiques dirigés par Palash Kumawat du Département de Géosciences de l'Université de Brême ont analysé des carottes de sédiments provenant de volcans de boue dans l'avant-arc des Mariannes. Ces échantillons ont été collectés en 2022 lors de l'Expédition SO 292/2 à bord du Navire de Recherche Sonne, qui a révélé des volcans sous-marins auparavant inconnus.
Le pH de 12 de l'environnement le rend exceptionnellement alcalin et hostile, avec une faible biomasse et un déficit en nutriments rendant la détection d'ADN presque impossible. Au lieu de cela, l'équipe s'est appuyée sur des biomarqueurs lipidiques — molécules grasses spécialisées — pour identifier l'activité biologique. "Mais nous avons pu détecter des graisses," a expliqué Kumawat, candidat au doctorat. "Avec l'aide de ces biomarqueurs, nous avons pu obtenir des insights sur les stratégies de survie des microbes métabolisant le méthane et le sulfate dans cet environnement extrême."
Ces microbes forment un écosystème autonome, tirant leur énergie des minéraux dans les roches et des gaz comme le dioxyde de carbone et l'hydrogène pour produire du méthane, un gaz à effet de serre clé. Les biomarqueurs, combinés à des données isotopiques, distinguent les populations microbiennes actives ou récentes des vestiges anciens. "Cette distinction nous aide lorsque nous travaillons dans des zones à biomasse extrêmement faible et déficience en nutriments," a noté Kumawat.
La co-auteure Dr. Florence Schubotz, géochimiste organique au MARUM — Centre pour les Sciences Environnementales Marines de l'Université de Brême — a mis en lumière l'importance de la découverte. "Ce qui est fascinant dans ces résultats est que la vie sous ces conditions extrêmes, comme un pH élevé et de faibles concentrations de carbone organique, soit même possible," a-t-elle déclaré. "Jusqu'à présent, la présence de micro-organismes producteurs de méthane dans ce système était présumée, mais n'avait pas pu être confirmée directement. De plus, il est tout simplement excitant d'obtenir des insights sur un tel habitat microbien car nous soupçonnons que la vie primordiale pourrait être apparue précisément en de tels sites."
La recherche fait partie du Cluster of Excellence "The Ocean Floor—Earth's Uncharted Interface." Les plans futurs incluent la culture de ces microbes dans des incubateurs contrôlés pour étudier leur acquisition de nutriments dans de tels environnements inhospitaliers. Ce travail souligne le rôle des microbes des fonds marins profonds dans le cycle global du carbone et élargit la compréhension des limites de la vie.