Les microbes trouvés enterrés profondément dans le pergélisol sibérien peuvent être en mesure de survivre sur des échelles de temps extrêmement longues en utilisant des gènes de réparation des protéines
Certains micro-organismes Archaea peuvent survivre dans des conditions extrêmes
Les microbes isolés du pergélisol sibérien semblent être restés en vie pendant plus de 100 000 ans, sur la base d'une analyse de leur ADN. Leur chevauchement génétique avec d'autres espèces suggère que une durée de vie étonnamment longue peut être répandue parmi les parents vivants les plus proches de tous les organismes avec des cellules complexes.
D'autres microbes ont été isolés de sédiments marins extrêmement anciens – certains de plus de 100 millions d'années – mais il n'est pas difficile de savoir si les organismes individuels peuvent survivre au cours de ces tronçons de temps. «Je ne peux pas diriger une expérience aussi longtemps», explique Karen Lloyd à l'Université de Californie du Sud. « (Le temps) est la variable la plus étrange avec laquelle travailler. »
Lloyd et ses collègues voulaient rechercher des microbes dans des endroits qu'ils savaient n'avaient pas changé pendant de très longues périodes, ce qui raisonnant que tout ce qui vivait encore doit être aussi vieux que l'environnement environnant. Cette recherche les a conduits dans la péninsule de Chukchi au bord le plus à l'est de la Sibérie, où ils ont foré un noyau de 22 mètres de pergélisol.
Cela a permis aux chercheurs de goûter l'ADN à partir d'une couche de sédiments marins qui se figurent entre 100 000 et 120 000 ans. Les sédiments contenaient des pores d'eau liquide où les microbes auraient pu être piégés, sans nutriments ni organismes capables de se déplacer ou de se déplacer. «Être gelé signifie qu'il y a ces structures de glace autour d'eux», explique Lloyd.
La question suivante était de savoir comment faire la distinction entre les cellules vivantes et les cellules mortes. Pour ce faire, les chercheurs ont séquencé des millions de fragments d'ADN du pergélisol, en les utilisant pour reconstruire les génomes de toutes les différentes espèces microbiennes présentes. Ils ont ensuite ajouté une enzyme au mélange qui réparerait l'ADN dégradé et répéterait le processus de reconstruction.
La plupart des génomes reconstruits étaient beaucoup plus complets après que les chercheurs ont ajouté l'enzyme de réparation de l'ADN, suggérant qu'ils provenaient de cellules mortes qui n'avaient pas activement maintenu l'intégrité de leur ADN, explique Lloyd. Cependant, les génomes de six espèces ont à peine changé, ce qui implique que l'ADN provenait de cellules vivantes qui avaient activement maintenu leurs génomes depuis leur gelée au moins 100 000 ans plus tôt.
Les six espèces avec de l'ADN intact provenaient du phylum prometharchaeota, également connu sous le nom d'Asgard Archaea. Ces organismes sont considérés comme le parent vivant le plus proche de tous les eucaryotes – le domaine de la vie qui comprend des animaux, des plantes, des champignons et des protistes.
«Trouver des archées vivantes dans le permafrost ancien fournit une fenêtre sur leur histoire évolutive… et comment ils ont peut-être influencé l'émergence de formes de vie complexes», en particulier pendant les périodes où la Terre était complètement gelée, explique le membre de l'équipe Renxing Liang à l'Université chinoise des géosciences.
Une autre surprise a été que les espèces à longue durée de vie n'étaient pas sensiblement différentes d'Asgard Archaea isolés dans des environnements moins restreints. Tous ont partagé des gènes similaires pour la réparation des protéines et de l'ADN, ce qui peut leur avoir permis de remplacer lentement les parties de leurs cellules – sans se diviser – tout en étant dans des environnements extrêmement faibles. «Ils sont comme les Asgards les plus ennuyeux du monde», explique Lloyd. « Le fait qu'ils soient ennuyeux implique que c'est quelque chose que tous peuvent faire. »
Stephen D'Hondt à l'Université du Rhode Island dit que la recherche est une «réelle progression» vers la compréhension de la durée de vie extrêmement longue – à la fois à quel point ils pourraient être répandus et sur la base évolutive pour eux.
Cependant, il met en garde contre l'application de ces résultats au-delà des paramètres gelés comme le pergélisol. «Être gelé pendant longtemps sans activité n'est pas la même chose que vivre pendant longtemps avec un très faible niveau d'activité.»
