Les extrémophiles dans leurs environnements géologiques – Un nouveau regard sur la biodiversité et sur la vie terrestre et extraterrestre
Les environnements volcaniques abritent des formes de vie originales, encore inconnues il y a une trentaine d’années. Leur découverte a bouleversé l’arbre phylogénétique en imposant un troisième domaine du vivant. Nous présentons les principaux extrémophiles présents dans les environnements volcaniques avant d’aborder les extrémophiles totalement indépendants du volcanisme. Dans de nombreux cas, nous verrons que l’humanité n’a pas tardé à utiliser ces extrémophiles à des fins pratiques.
Nous nous intéressons d’abord aux extrémophiles des environnements volcaniques qui développent souvent autour d’eux de nombreux environnements hors normes : haute température, souvent associée à une haute pression dans le cas du volcanisme sous-marin, pH très loin de la neutralité, salinité parfois très forte, potentiel rédox très variable, présence de sels métalliques concentrés… Les extrémophiles ont besoin pour se développer et se multiplier de ces conditions hors normes. Ces conditions environnementales étaient encore considérées comme létales il y a une quarantaine d’années (sauf les milieux hypersalés), avant de découvrir que certains organismes y réalisaient tout leur cycle de vie de manière optimale : les extrémophiles. Ces organismes non seulement tolèrent, mais requièrent des conditions extrêmes pour vivre. Les extrémotolérants viennent compléter le bestiaire des extrémophiles, mais si ces derniers n’ont pas besoin de conditions extrêmes pour vivre, ils les supportent.
Indépendamment du volcanisme mais mimant parfois ses caractéristiques, on peut retrouver certaines de ces conditions hors normes dans d’autres environnements : milieux sursalés de bord de mer ou de bassins endoréiques, pH très bas là où affleurent des roches riches en sulfures, métaux divers concentrés près des gisements métallifères… S’y rajoutent enfin quelques milieux extrêmes totalement indépendants du (et non reproduits par le) volcanisme : forte pression au fond des fosses océaniques, grand froid des zones polaires…
Ces organismes extrémophiles sont majoritairement, mais non exclusivement, des unicellulaires.
Et existe de nombreux organismes qui sont “pluri-extrémophiles” et se développent dans des environnements caractérisés par des valeurs extrêmes de plusieurs paramètres physico-chimiques. Dans les environnements volcaniques comme les lacs de cratère, les solfatares, les évents fumeroliens, les geysers, les fumeurs, les sources hydrothermales océaniques… on observe souvent des valeurs extrêmes de plusieurs paramètres comme la température et le pH. Les solfatares, par exemple, sont généralement à la fois chaudes et acides. De même, le gradient géothermique élevé y impose une augmentation de température au fur et à mesure que l’on s’intéresse à des couches profondes où concomitamment la pression va augmenter ; certains lacs y sont à la fois hypersalins et très alcalins ; le volcanisme dans l’océan profond est caractérisé par un environnement avec des températures en générale froides, mais localement très hautes, avec partout des pressions élevées… Tous ces réservoirs géologiques hébergent des biotopes constitués de populations de poly-extrémophiles diverses. On reconnaît ainsi de très nombreux organismes qui vivent dans des environnements géologiques singuliers où ils peuvent représenter une biomasse très importante.
Source – © 2012 Michel Detay
Le Dallol est très représentatif de ce qu’est un milieu riche en extrémophiles. Il s’agit d’un champ hydrothermal dont les eaux chaudes (100°C) traversent des couches d’évaporites. On y trouve donc haute température, bas pH, haute salinité, forte concentration en métaux divers…
Detay M. & Thomas P. 2018 – Les extrémophiles dans leurs environnements géologiques. Un nouveau regard sur la biodiversité et sur la vie terrestre et extraterrestre. – Planet°Terre, 13 juin 2018 → en ligne ➚ [PDF]