Alien Earth : à la découverte des royaumes inexplorés de la vie dans les profondeurs salines

De nouvelles recherches sur les microbes repoussent les limites connues de la vie

Une nouvelle étude sur les microbes présents dans une eau extrêmement salée suggère que la vie pourrait survivre à des conditions auparavant considérées comme inhabitables. La recherche élargit les possibilités de trouver la vie dans tout notre système solaire et montre comment les changements de salinité peuvent affecter la vie dans les habitats aquatiques de la Terre.

Les océans à travers l’espace et le temps

La recherche fait partie d’une vaste collaboration appelée Oceans Across Space and Time dirigée par Britney Schmidt, professeur agrégé d’astronomie au Collège des Arts et des Sciences et des sciences de la Terre et de l’atmosphère à Cornell Engineering. Le projet est financé par NASALe programme d’astrobiologie de , qui cherche à comprendre comment les mondes océaniques et la vie co-évoluent pour produire des signes détectables de vie, passée ou présente.

L’équipe de recherche Oceans Across Space and Time a collecté de la saumure dans les salines de South Bay lors d’une première visite sur le terrain en 2019. Crédit : Anne Dekas

Recherche révolutionnaire sur la salinité et la vie microbienne

La nouvelle étude, « L’analyse unicellulaire dans les saumures hypersalines prédit une limite d’activité hydrique de l’activité anabolisante microbienne », publiée récemment dans la revue Avancées scientifiques. Elle est basée sur l’analyse de l’activité métabolique de milliers de cellules individuelles trouvées dans les saumures d’étangs industriels de la côte sud de la Californie, où l’eau est évaporée de l’eau de mer pour récolter le sel.

La recherche, dirigée par l’Université de Stanford, élargit notre compréhension de l’espace habitable potentiel dans tout notre système solaire et des conséquences possibles de l’augmentation de la salinité de certains habitats aquatiques terrestres en raison de la sécheresse et du détournement de l’eau.

Salinité : un facteur clé dans la recherche de vie extraterrestre

« Des environnements salés sont observés dans tout le système solaire, depuis Mars à Jupiterla lune Europe. Comprendre comment les microbes interagissent et survivent dans de tels environnements sur Terre est essentiel pour la recherche de la vie ailleurs », a déclaré Schmidt.

Les scientifiques intéressés à détecter la vie au-delà de la Terre étudient depuis longtemps les environnements salés, sachant que l’eau liquide est nécessaire à la vie – et que le sel permet à l’eau de rester liquide dans une plage de températures plus large. Le sel peut également préserver les signes de vie, comme les cornichons en saumure.

Méthodologie et résultats de l’étude

L’équipe multi-instituts a collecté des échantillons dans les salines de South Bay, qui abritent certaines des eaux les plus salées de la planète. Ils ont rempli des centaines de bouteilles avec de la saumure provenant d’étangs de différents niveaux de salinité dans les salines, qui ont ensuite été analysées.

La plupart des microbes arrêtent de se diviser en dessous d’un niveau d’activité de l’eau de 0,9 (la quantité d’eau disponible pour les réactions biologiques qui permettent aux microbes de se développer), et le niveau d’activité de l’eau le plus bas absolu signalé pour maintenir la division cellulaire en laboratoire est d’un peu plus de 0,63. Les chercheurs ont prédit une nouvelle limite de vie, estimant que la vie pourrait être active à des niveaux aussi bas que 0,54.

Des études antérieures recherchant la limite d’activité de l’eau pour la vie ont utilisé des cultures pures pour rechercher le point auquel la division cellulaire s’arrête, marquant le point final de la vie. Mais dans ces conditions extrêmes, la vie double douloureusement et lentement. Et les études sur la division cellulaire n’indiquent pas quand la vie meurt ; en effet, les cellules peuvent être métaboliquement actives et encore très vivantes, même lorsqu’elles ne se répliquent pas.

Au lieu de cela, les chercheurs ont utilisé la limite de l’activité cellulaire comme une définition plus flexible de la vie, car ils considèrent la division cellulaire ainsi que la construction cellulaire comme un signe de vie.

Dans des centaines d’échantillons de saumure – dont certains étaient si salés qu’ils étaient épais comme du sirop – ils ont identifié le niveau d’activité de l’eau et la quantité, le cas échéant, de carbone et d’azote incorporés dans les cellules trouvées dans les saumures. Grâce à cette approche, ils ont pu détecter le moment où une cellule augmentait sa biomasse d’à peine la moitié de 1 %. En revanche, les méthodes conventionnelles axées sur la division cellulaire ne peuvent détecter l’activité biologique qu’après que les cellules ont à peu près doublé leur biomasse. Ensuite, en se basant sur la façon dont ce processus ralentissait à mesure que l’activité de l’eau diminuait, les scientifiques ont prédit le moment où il s’arrêterait complètement.

Fixer de nouvelles limites au potentiel de la vie

La recherche remet en question les croyances antérieures concernant la limite d’activité de l’eau pour la vie. Alors que la plupart des microbes cessent de se diviser en dessous d’un niveau d’activité de l’eau de 0,9, cette étude suggère que la vie pourrait être active à des niveaux aussi bas que 0,54. En se concentrant sur l’activité cellulaire, y compris la construction cellulaire, les chercheurs ont pu détecter des signes de vie dans des conditions où les méthodes traditionnelles échouent.

Pour en savoir plus sur cette découverte, voir Stanford trouve la vie prospère dans des conditions « inhabitables ».

La recherche est soutenue par le projet Oceans Across Space and Time de la NASA, dirigé par l’Université Cornell, et par la Fondation Simons par le biais d’un prix de chercheur en début de carrière décerné à l’auteur principal de l’étude, Anne Dekas, à Stanford.