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Ces organismes sous nos pieds sont capables de produire de "l’oxygène noir"

Voilà une découverte scientifique pleine de promesses. Des chercheurs ont réalisé que le sol et les roches qui se déploient sous nos pieds abritaient une très vaste biosphère. Et le volume global de celle-ci serait près de deux fois supérieur à celui de tous les océans de la planète.

Une source de vie insoupçonnée

Pour l’heure, on ignore encore beaucoup de choses concernant ces organismes souterrains, qui représentent l’essentiel de la masse microbienne de la planète. Toutefois, on sait que leur diversité pourrait bien dépasser celle de l’ensemble des formes de vie qui vivent en surface.

L’existence même de ces organismes s’accompagne d’une grande énigme. Ainsi, les spécialistes ont souvent supposé que bon nombre de ces royaumes souterrains étaient des zones dites mortes et pauvres en oxygène.

Plus précisément, ils estimaient que celles-ci étaient exclusivement peuplées de microbes primitifs qui maintiennent leur métabolisme au ralenti et parviennent à survivre grâce à quelques traces de nutriments. D’après les experts, au fur et à mesure que s’épuisaient ces ressources, l’environnement souterrain était progressivement dépourvu de vie.

Néanmoins, une récente étude vient remettre en question ces hypothèses, détaillent Quanta Magazine et le mensuel Wired, s’appuyant sur des informations publiées le 13 juin dans Nature Communications.

Une étude historique sur l'oxygène noir

Des chercheurs se sont évertués à analyser des réservoirs d’eau souterraine situés à une profondeur de 200 mètres dans l’Alberta, une province canadienne. Là-bas, les experts ont découvert une multitude de microbes. Ces derniers, en dépit de l’absence de lumière, sont parvenus à produire des quantités étonnamment importantes d’oxygène.

Ces organismes sont en mesure de générer, puis de libérer, une grande quantité de ce que les chercheurs appellent "l’oxygène noir". Karen Lloyd, microbiologiste souterraine à l’université du Tennessee (et qui n’a pas participé à l’étude), s’est confiée au magazine Wired. La spécialiste a expliqué qu’une telle découverte était tout aussi primordiale que celle qui concerne "l’ampleur de l’oxygène provenant de la photosynthèse dans la forêt amazonienne".

La quantité de gaz diffusée en dehors des cellules de ces organismes vivants serait extrêmement importante. Et cela, à tel point qu’elle serait capable de garantir une vie dépendante de l’oxygène dans les eaux souterraines et les strates environnantes.

Auprès de Wired, la géochimiste Barbara Sherwood Lollar, qui travaille à l’université de Toronto (et n’a pas pris part aux travaux), a fait allusion à "une étude historique".

Dans les colonnes du magazine américain, elle a rappelé que des recherches antérieures avaient porté sur les mécanismes susceptibles de produire de l’hydrogène et d’autres molécules vitales pour la vie souterraine. Toutefois, elle a ensuite jugé que la génération de molécules contenant de l’oxygène avait été largement négligée. La raison invoquée : ces molécules sont très rapidement "consommées" dans l’environnement souterrain.

L’oxygène, léger, provenait d’une entité vivante

Les travaux réalisés en marge de cette nouvelle étude se sont concentrés sur les aquifères profonds de l’Alberta. Cette province canadienne possède des gisements souterrains si riches en goudron, en sables bitumineux, mais également en hydrocarbures, qu’elle a été surnommée "le Texas du Canada".

Les industries d’élevage de bétail et d’agriculture qui existent dans cette province dépendent fortement des eaux souterraines, raison pour laquelle le gouvernement surveille de près l’acidité et la composition chimique de l’eau, notent les deux magazines. Néanmoins, jusqu’à récemment, personne n’avait étudié de près la microbiologie des eaux souterraines.

Dans l’absolu, l’oxygène dissout dans les eaux souterraines pourrait provenir de processus géologiques, de plantes... ou de microbes. Afin d’en avoir le cœur net, les scientifiques ont misé sur la spectrométrie de masse. Cette technique permet de mesurer la masse des isotopes atomiques [les isotopes sont des atomes qui possèdent le même nombre d’électrons et de protons, mais un nombre différent de neutrons].

En règle générale, les atomes d’oxygène qui proviennent de sources géologiques sont plus lourds que l’oxygène qui provient de sources biologiques, poursuit le même magazine. Celui que les chercheurs ont identifié dans les eaux souterraines était particulièrement léger.

De ce fait, les scientifiques ont considéré qu’il devait provenir d’une entité vivante. Après un tel constat, restait à définir quel organisme était concerné. Les microbes se sont vite imposés comme étant la réponse à cette question.

Alors qu’il travaillait aux Pays-Bas à la fin des années 2000, Marc Strous a constaté qu’un type de bactéries se nourrissant de méthane (très présent dans les sédiments des lacs et les boues d’épuration) avait un mode de vie étrange. Ces bactéries, plutôt que d’absorber l’oxygène de leur environnement, avaient créé le leur en se servant d’enzymes, indique Wired. Grâce à cet oxygène autogénéré, elles pouvaient transformer le méthane en énergie.

Lorsque des microbes décomposent les composés de cette manière, on parle de dismutation. Jusqu’alors, les scientifiques estimaient que cette méthode de production d’oxygène était rare. Toutefois, de récentes expériences réalisées en laboratoire ont mis en évidence le fait que l’oxygène produit par dismutation pouvait s’échapper des cellules et se répandre dans le milieu environnant au profit d’autres organismes qui dépendent de l’oxygène.

Un oxygène "autogéneré"

Par la suite, les chercheurs ont séquencé les génomes de la communauté microbienne présente dans les eaux souterraines. Puis, ils ont recensé les voies et réactions biochimiques les plus susceptibles de produire de l’oxygène. Chacune de leurs hypothèses on renvoyé à une découverte faite plus d’une décennie auparavant par Marc Strous. Ce dernier, qui travaille à l’université de Calgary, est aussi l’auteur principal de cette nouvelle étude.

D’après les chercheurs ayant pris part à cette récente étude, ce processus pourrait permettre à des communautés entières de microbes de prospérer dans les eaux souterraines et dans les sols environnants.

Cette découverte est essentielle, car elle vient combler certaines lacunes concernant notre connaissance de la biosphère souterraine. Le fait que de l’oxygène circule dans les eaux souterraines "change notre perception du passé, du présent et de l’avenir du sous-sol", indiquent les scientifiques dans les conclusions. Mieux comprendre ce qui se passe sous nos pieds pourrait également améliorer notre connaissance des autres planètes, telles que Mars.

Source : Charline Vergne / GEO
Crédit : geo.fr