Des bactéries de sédiments marins vieux de 100 millions d’années ont été ressuscitées.

Il est de plus en plus évident que les bactéries peuvent être effectivement immortelles, rapporte Jennifer Frazer pour Scientifiic American.

En 2010, des scientifiques japonais de l’expédition 329 du Programme intégré de forage océanique ont navigué dans le gyre du Pacifique Sud avec une foreuse géante et une grande question.

Le gyre est un désert marin plus aride que tous les endroits de la Terre, à l’exception des plus arides. Les courants océaniques tourbillonnent autour de lui, mais à l’intérieur du tourbillon, l’eau est stagnante et la vie se bat car peu de nutriments y pénètrent. Près du centre se trouvent à la fois le pôle océanique d’inaccessibilité (rendu célèbre par H.P. Lovecraft en tant que foyer du Cthulhu aux tentacules) et la plaque d’ordures du Pacifique Sud. Parfois, les personnes les plus proches sont les astronautes de la Station spatiale internationale.

La mer y est si avare qu’il faut un million d’années pour qu’un mètre de « neige » marine -corps, déchets et poussière- s’accumule au fond. Le récit de tout ce temps peut totaliser aussi peu que 10 centimètres. C’est le plan d’eau le moins productif de la planète.

À travers près de 6 000 mètres de cette eau de mer, l’équipe IODP a descendu une foreuse. Le trépan en forme de paille a plongé dans de l’argile pélagique et de l’oze nanofossile calcaire à trois endroits du fond.

Lorsque les carottes de sédiments ont été remontées à la surface, les tubes contenaient jusqu’à 100 millions d’années d’histoire de la Terre. L’équipe voulait savoir combien de temps et dans quel état les microbes piégés dans ce milieu pouvaient survivre dans un réfrigérateur océanique presque entièrement dévasté. Ils ont eu une surprise.

Leurs résultats, publiés dans Nature Communications en juillet, ont révélé que les sédiments contenaient des cellules bactériennes, ce à quoi ils s’attendaient (pas beaucoup, cependant : seulement 100 à 3 000 par centimètre cube). Mais lorsqu’on leur donne de la nourriture, la plupart d’entre elles se raniment rapidement, ce à quoi les scientifiques ne s’attendaient pas.

Les microbes se sont immédiatement mis au travail, faisant ce que font les bactéries, et en 68 jours d’incubation, leur nombre a été multiplié par 10 000. Ils ont doublé tous les cinq jours environ (en laboratoire, les bactéries E. coli doublent en 20 minutes environ). Leur progéniture contenait des isotopes de carbone et d’azote spécialement marqués qui ont permis aux scientifiques de s’assurer que les microbes mangeaient ce qu’on leur avait offert.

Il est intéressant de s’arrêter pour réfléchir à la signification de ces résultats. Dans cette expérience, des cellules se sont réveillées et multipliées et se sont déposées au fond de l’eau lorsque des ptérosaures et des plésiosaures ont dérivé au-dessus de nos têtes. Quatre périodes géologiques s’étaient écoulées, mais ces microbes, protégés des radiations et des rayons cosmiques par une épaisse couche d’océan et de sédiments, persistaient tranquillement. Et maintenant, quand on leur offre une bouchée, ils se réveillent et continuent comme si de rien n’était.

En un sens, ce n’était pas le cas. Si vous pensez que 100 millions d’années se sont écoulées depuis le début de la pandémie, pensez aux conditions (et aux options de divertissement) de ces pauvres microbes. Ces 100 millions d’années ont été très longues. Le bilan de tout ce temps n’est pas nul, cependant. Les cellules les plus anciennes se sont multipliées environ deux fois moins vite que leurs congénères plus jeunes qui n’étaient là « que » depuis quelques millions d’années.

Considérez maintenant que 70 % de la surface de la Terre est recouverte de sédiments marins, dont les résidents microbiens représentent entre un dixième et la moitié de toute la biomasse microbienne sur Terre. Il y a beaucoup de microbes âgés là-dessous.

De façon assez surprenante, la majorité des cellules étaient, comme nous, des formes qui respirent de l’oxygène. En fait, le sédiment dont elles ont été extraites est plein d’oxygène. Il est clair que le manque d' »air » n’est pas le problème de la vie dans les sédiments des gyres. C’est le manque de nourriture.

La densité du sédiment, qui s’apparente à un gâteau au chocolat sans farine, contribue au problème : la taille des pores est estimée à 0,02 micromètre. Sachant qu’une bactérie typique ne mesure que quelques micromètres, vous pouvez imaginer les problèmes inhérents à la migration à la recherche de nourriture, ou même à l’espoir d’en trouver par hasard. Une fois que vous vous retrouvez dans les sédiments des fonds marins de la gyre du Pacifique Sud, vous êtes piégé – à moins d’être secouru par un programme de forage océanique.

D’autres surprises ont été réservées lorsque les scientifiques ont vérifié l’identité des cellules en sondant leur ADN : il n’y avait pas de bactéries sporulées. Certaines bactéries fabriquent des structures résistantes appelées endospores qui sont fortifiées et métaboliquement inactives, apparemment formées pour permettre aux bactéries d’endurer des conditions difficiles. Pourtant, ces bactéries étaient relativement absentes. Les spores n’étaient pas la façon dont ces bactéries surannées avaient survécu.

Plus surprenant encore, on a découvert dans un échantillon une population florissante de bactéries photoréceptrices appelées Chroococcidiopsis, des cyanobactéries dont la réputation de survie est telle qu’elles sont envisagées pour la terraformation de Mars. (En plus d’être capables de vivre sous des roches translucides dans des endroits secs, froids, salés et soumis à des radiations, elles ont la capacité inhabituelle de tirer parti de la lumière rouge, ce qui pourrait être le résultat de leur préférence pour les conditions de faible luminosité). La façon dont ces microbes photosynthétiques ont réussi à se reproduire dans l’obscurité après 13 millions d’années passées sous le plancher océanique reste un mystère.

Si l’on met tout cela bout à bout – l’étroitesse des lieux, l’absence de spores et la réanimation rapide – ces scientifiques pensent qu’il est probable que la majorité des bactéries présentes dans ce sédiment appauvri étaient vivantes mais inactives pendant ces 100 millions d’années.

Il y a quelques années, (Jennifer Frazer) j’ai écrit sur les bactéries qui ont pu être ressuscitées du charbon du Paléozoïque. Aujourd’hui, nous avons des rapports sur des bactéries provenant des sédiments des fonds marins du Crétacé, apparemment non perturbées. À l’époque, j’avais émis l’hypothèse que, dans certaines conditions très contraignantes mais peut-être abondantes, les bactéries pouvaient être effectivement immortelles. Aujourd’hui, il semble encore plus probable que nous soyons assis au sommet d’une planète remplie de fossiles vivants qui sont littéralement cela – à la fois fossiles et vivants.

Les amateurs de dinosaures (et pour être honnête, qui d’entre nous n’est pas un amateur de dinosaures ?) ont leurs musées remplis d’os, de dents et de traces. Les spécialistes des plantes ont leurs forêts pétrifiées et leurs frondes fossiles. Mais le peuple des microbes a quelque chose d’encore mieux : nos dinosaures ne sont pas morts.

Cet article est un article d’opinion et d’analyse Via Scientifiic American (repéré par Sentiers)

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