Les microbes des profondeurs sous-marines survivent grâce aux sous-produits du processus radioactif – Technoguide

Une équipe de chercheurs de la Graduate School of Oceanography de l’Université du Rhode Island et leurs collaborateurs ont révélé que les microbes abondants vivant dans les sédiments anciens sous le fond marin sont principalement alimentés par des produits chimiques créés par l’irradiation naturelle des molécules d’eau.

L’équipe a découvert que la création de ces produits chimiques est amplifiée de manière significative par les minéraux présents dans les sédiments marins. Contrairement à l’opinion conventionnelle selon laquelle la vie dans les sédiments est alimentée par les produits de la photosynthèse, un écosystème alimenté par l’irradiation de l’eau commence à quelques mètres sous le fond marin dans une grande partie de l’océan ouvert. Ce monde alimenté par les radiations est l’un des plus grands écosystèmes volumétriques de la Terre.

La recherche a été publiée aujourd’hui dans la revue Nature Communications.

“Ce travail offre une nouvelle perspective importante sur la disponibilité des ressources que les communautés microbiennes souterraines peuvent utiliser pour se maintenir. Ceci est fondamental pour comprendre la vie sur Terre et pour limiter l’habitabilité d’autres corps planétaires, comme Mars”, a déclaré Justine Sauvage, l’auteur principal de l’étude et un stagiaire postdoctoral à l’Université de Göteborg qui a mené la recherche en tant que doctorant à l’URI.

Le processus à la base des conclusions de l’équipe de recherche est la radiolyse de l’eau – la division des molécules d’eau en hydrogène et en oxydants suite à une exposition à un rayonnement naturel. Steven D’Hondt, professeur d’océanographie à l’URI et co-auteur de l’étude, a déclaré que les molécules résultantes deviennent la principale source de nourriture et d’énergie pour les microbes vivant dans les sédiments.

«Les sédiments marins amplifient en fait la production de ces produits chimiques utilisables», a-t-il déclaré. “Si vous avez la même quantité d’irradiation dans l’eau pure et dans les sédiments humides, vous obtenez beaucoup plus d’hydrogène à partir des sédiments humides. Les sédiments rendent la production d’hydrogène beaucoup plus efficace.”

Pourquoi le processus est amplifié dans les sédiments humides n’est pas clair, mais D’Hondt spécule que les minéraux dans les sédiments peuvent «se comporter comme un semi-conducteur, rendant le processus plus efficace».

Les découvertes résultaient d’une série d’expériences en laboratoire menées au Rhode Island Nuclear Science Center. Flacons irradiés Sauvage de sédiments humides provenant de divers endroits des océans Pacifique et Atlantique, collectés par le Programme intégré de forage océanique et par des navires de recherche américains. Elle a comparé la production d’hydrogène à des flacons d’eau de mer et d’eau distillée irradiés de manière similaire. Le sédiment a amplifié les résultats jusqu’à un facteur de 30.

“Cette étude est une combinaison unique d’expériences de laboratoire sophistiquées intégrées dans un contexte biologique global”, a déclaré le co-auteur Arthur Spivack, professeur d’océanographie à l’URI.

Les implications des résultats sont importantes.

«Si vous pouvez soutenir la vie dans les sédiments marins souterrains et d’autres environnements souterrains de la division radioactive naturelle de l’eau, alors peut-être que vous pouvez soutenir la vie de la même manière dans d’autres mondes», a déclaré D’Hondt. «Certains des mêmes minéraux sont présents sur Mars, et tant que vous avez ces minéraux catalytiques humides, vous allez avoir ce processus. Si vous pouvez catalyser la production de produits chimiques radiolytiques à des taux élevés dans le sous-sol martien humide, vous pourriez potentiellement maintenir la vie aux mêmes niveaux que dans les sédiments marins. “

Sauvage a ajouté: “Ceci est particulièrement pertinent étant donné que le Rover Perseverance vient d’atterrir sur Mars, avec sa mission de collecter des roches martiennes et de caractériser ses environnements habitables.”

D’Hondt a déclaré que les conclusions de l’équipe de recherche ont également des implications pour l’industrie nucléaire, y compris sur la façon dont les déchets nucléaires sont stockés et comment les accidents nucléaires sont gérés. “Si vous stockez des déchets nucléaires dans des sédiments ou des roches, ils peuvent générer de l’hydrogène et des oxydants plus rapidement que dans l’eau pure. Cette catalyse naturelle peut rendre ces systèmes de stockage plus corrosifs qu’on ne le pense généralement”, a-t-il déclaré.

Les prochaines étapes pour l’équipe de recherche seront d’explorer l’effet de la production d’hydrogène par radiolyse dans d’autres environnements sur Terre et au-delà, y compris la croûte océanique, la croûte continentale et le sous-sol de Mars. Ils chercheront également à faire progresser la compréhension de la façon dont les communautés microbiennes souterraines vivent, interagissent et évoluent lorsque leur source d’énergie primaire est dérivée de la division radiolytique naturelle de l’eau.

Source de l’histoire:

Matériel fourni par l’Université de Rhode Island. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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