Sources d’énergie anciennes : des microbiologistes décryptent la vie dans le passé

Sources d’énergie anciennes : des microbiologistes décryptent la vie dans le passé

Une équipe interdisciplinaire de microbiologistes et de géologues a réalisé des progrès significatifs dans l'étude des premières formes de vie sur Terre. Dans un article récemment publié dans la revue Nature Ecology & Evolution, les scientifiques documentent leurs expériences en laboratoire simulant les conditions qui existaient sur Terre il y a environ quatre milliards d'années. L’étude s’est concentrée sur les « fumeurs noirs » – des sources hydrothermales qui se produisent dans les profondeurs des océans. Cet environnement a peut-être joué un rôle crucial dans l’émergence de la vie car il abrite des processus chimiques uniques.

Au cours de ces expériences, les chercheurs ont créé des « jardins chimiques » qui représentent des versions miniatures des fumeurs noirs. Ces structures artificielles permettent de recréer les réactions chimiques qui se produisent dans les grands fonds marins, notamment la réaction entre le fer et le soufre qui conduit à la formation de minéraux sulfurés de fer. Cela produit de l’hydrogène gazeux (H2), une source d’énergie potentielle pour les micro-organismes. Cette production d’hydrogène a peut-être été importante pour soutenir les microbes qui en ont besoin pour produire du méthane.

Croissance des archées dans des environnements simulés

Une préoccupation centrale de l’étude était de comprendre si l’hydrogène gazeux produit en laboratoire était suffisant pour permettre la croissance d’archées méthanogènes. Ces microbes spéciaux sont capables de produire du méthane, fournissant des indices sur les premières formes de vie. L’équipe a testé la croissance des archées méthanogènes dans des conditions sans oxygène dans les jardins chimiques.

Methanocaldococcus jannaschii a été choisi comme organisme modèle pour les expériences. Les résultats ont été révélateurs : les archées présentaient une croissance exponentielle et des gènes surexprimés responsables du métabolisme de l’acétyl-CoA. Cette capacité des microbes à utiliser l’hydrogène gazeux comme source d’énergie démontre l’adaptabilité des premières formes de vie aux environnements extrêmes.

Importance des résultats pour comprendre la Terre primitive

La recherche montre que les cellules sont restées proches des particules de mackinawite, ce qui concorde avec les découvertes géologiques réalisées dans d'anciennes sources hydrothermales. Cette découverte suggère que les réactions chimiques qui se produisent lors de la précipitation des minéraux sulfurés de fer génèrent suffisamment d’énergie pour que les premières cellules survivent. Les auteurs de l’étude soutiennent que cette forme de méthanogenèse de l’hydrogène pourrait représenter la méthode connue de production d’énergie la plus ancienne au cours de l’évolution.

En combinant résultats expérimentaux et preuves géologiques, cette étude contribue à la compréhension globale de l’émergence de la vie sur Terre. Les résultats pourraient également servir de base à de futures recherches sur la vie dans des environnements extrêmes sur d’autres corps célestes. De plus amples informations sur le contexte et les détails de cette recherche peuvent être trouvées sur le site Internet de Université de Ratisbonne, IMW Mayence et Nature.com à trouver.