Bioastronomie - Vivre dans la glace - Un monde réservé aux microbes (I)
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Vivre dans la glace Un monde réservé aux microbes (I) Une vie microbienne peut-elle survivre et même se développer dans de la glace solide ou du permafrost ? Telle est la question que s’est posée Buford P. Price [1] du département de Physique de l’Université de Californie à Berkeley lors d’un atelier de travail qui s’est déroulé durant l'été 2001. Ses recherches n’ont pas été publiées mais méritent bien une seconde lecture tant le sujet est méconnu et passionnant. Je vous invite à un voyage dans un monde inconnu mais pourtant proche, mais un monde hostile où la lutte pour la survie n'est pas un vain mot. Dans ce monde infiniment petit et loin des regards, le maître des lieux à carte blanche. Pour tester les facultés de survie de sa population, il n'hésite pas à priver ses hôtes de lumière et de nourriture et s'il le faut à baisser la température largement sous zéro degré. |
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Cristal en croissance dans l'eau. |
Si cela ne suffit pas à les endurcir, l'eau est remplacée par de l'acide et la pression est portée à des valeurs proche de l'implosion. Pas étonnant dans ces conditions que seuls les microbes les plus résistants survivent. Voici le récit de leur aventure.
Comment un organisme peut-il survivre dans la glace ? Nous savons que sous le point de congélation de l’eau, en principe les fonctions métaboliques sont interrompues. En effet, en raison de la cristallisation de l’eau, la glace envahit le cytoplasme et les organites, les tissus cellulaires se déchirent, bref l'organisme meurt. Or il s’avère que sous certaines conditions, une vie microbienne peut parfaitement se développer dans de tels environnements. La vitesse de métabolisme dépend de la température, de la quantité de nourriture et des bioéléments disponibles parmi d’autres facteurs.
Cette théorie relance l’espoir de trouver de la vie dans des mondes glacés plongés jusqu'à -90°C. B.Price considère que des animalcules pourraient vivre dans des crevasses ou des veines glacées microscopiques remplies d’acide ou de solution saline qui leur fourniraient les nutriments et les éléments nécessaires à leur croissance.
Nous allons voir quelles sont les implications de ce scénario pour les planètes glacées et plus généralement pour la question toujours en suspend concernant l’origine de la vie sur Terre.
Inventaire de la vie microbienne dans les biotopes glacés
Le tableau suivant reprend l'inventaire des organismes primitifs découverts dans les milieux naturels glacés. Par organismes primitifs entendons toutes les bactéries et les organismes du genre archaea. Le tableau suivant donne la concentration des procaryotes par centimètre cube, essentiellement dans les environnements froids.
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Ainsi qu’on le constate, on trouve des bactéries partout sur Terre dans des concentrations qui ne varient pas de plus de quelques ordres de grandeurs. Les archaea sont presque aussi abondantes que les bactéries dans la mesure où on utilise les bonnes méthodes d’identification.
Le tableau suivant présente quelques types de faune microbienne que l’on trouve dans la glace dure et le permafrost :
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Nous savons d’expérience que les conditions extrêmes de survie comprennent la température, la pression, le pH, la sécheresse, la salinité, la concentration en oxygène, le flux de rayonnement (y compris la lumière solaire) et la disponibilité de la nourriture et des bioéléments
Ainsi que nous l’avons expliqué à propos de la climatologie, dans ce contexte la glace représente une machine à remonter le temps. Non seulement elle emprisonne des bulles d’air qui nous renseignent sur la composition de l’atmosphère passée de la Terre mais elle renferme également des micro-organismes dont on peut facilement déterminer l’âge et dont les réponses au froid et à la privation de nourriture peuvent être analysés.
L’un des problèmes non résolu de la microbiologie est de savoir au bout de combien de temps des températures extrêmes et le manque de nourriture deviennent préjudiciables au métabolisme des micro-organismes.
A ce jour personne n’a encore étudié de manière approfondie la dépendance des microbes envers ces facteurs ou la fraction d’entre eux supportant ces régimes, combien sont viables mais hors cultures, combien sont dormants et combien trépassent. En fait, la définition de la “mort” pourrait être révisée à mesure que les techniques permettant de cultiver des microbes dans la glace s’améliorent.
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