Au plus profond de l’océan, aux limites des plaques tectoniques, des fluides chauds s’élèvent à partir de sources dites hydrothermales. Les fluides sont dépourvus d’oxygène et contiennent de grandes quantités de métaux tels que le fer, le manganèse ou le cuivre. Certains peuvent également transporter des sulfures, du méthane et de l’hydrogène. Lorsque l’eau chaude se mélange à l’eau de mer environnante froide et oxygénée, des panaches dits hydrothermaux se développent et contiennent des particules de sulfure métallique ressemblant à de la fumée. Ces panaches s’élèvent à des centaines de mètres du fond marin et se dispersent à des milliers de kilomètres de leur source. Les panaches hydrothermaux peuvent sembler être un endroit précaire pour s’installer chez soi. Cependant, cela n’empêche pas certaines bactéries de s’épanouir juste là, une étude maintenant publiée dans Microbiologie naturelle trouve.

Plus que de simples visiteurs temporaires ?

« Nous avons examiné en détail les bactéries du genre Sulfurimonas« , déclare le premier auteur Massimiliano Molari de l’Institut Max Planck de microbiologie marine de Brême, en Allemagne. Jusqu’à présent, ces bactéries ne se sont développées que dans des environnements à faible teneur en oxygène, mais des séquences de gènes ont parfois également été détectées dans des panaches hydrothermaux. Comme leur nom suggère, ils sont connus pour utiliser l’énergie du sulfure. Mais nous nous sommes demandé si les panaches pouvaient réellement être un environnement approprié pour certains membres de la Sulfurimonas groupe. »

Conditions d’échantillonnage difficiles

En collaboration avec des collègues de l’Institut Alfred Wegener, du Centre Helmholtz pour la recherche polaire et marine de Bremerhaven (AWI) et du Centre MARUM pour les sciences de l’environnement marin de l’Université de Brême, Molari a donc entrepris un voyage d’échantillonnage difficile dans les panaches hydrothermaux du centre et du sud de l’Arctique. Océan Atlantique. « Nous avons échantillonné des panaches dans des zones extrêmement éloignées de crêtes à propagation ultra-lente qui n’avaient jamais été étudiées auparavant. La collecte d’échantillons de panaches hydrothermaux est très compliquée, car ils ne sont pas faciles à localiser. L’échantillonnage devient encore plus difficile lorsque le panache est situé à des profondeurs de plus de 2500 mètres. mètres et sous la banquise arctique, ou dans les zones orageuses de l’océan Austral », explique Antje Boetius, chef de groupe à l’Institut Max Planck de microbiologie marine et directeur de l’AWI, qui était le scientifique en chef des missions arctiques. À bord du navire de recherche Polarstern, les scientifiques ont réussi à prélever des échantillons et, dans cette eau, ont étudié la composition et le métabolisme des bactéries.

Bien équipé et répandu

Molari et ses collègues ont identifié un nouveau Sulfurimonas espèce appelée ^tusulfurimones de plumes (l’exposant « U » signifie inculte) habitant les panaches hydrothermaux froids et saturés d’oxygène. Étonnamment, ce micro-organisme a utilisé l’hydrogène du panache comme source d’énergie, plutôt que le sulfure. Les scientifiques ont également étudié le génome des microbes et ont découvert qu’il était fortement réduit, qu’il manquait des gènes typiques de leurs proches, mais qu’il était bien équipé avec d’autres pour leur permettre de se développer dans cet environnement dynamique.

« Nous pensons que le panache hydrothermal ne disperse pas seulement les micro-organismes des évents hydrothermaux, mais qu’il pourrait également relier écologiquement l’océan ouvert aux habitats des fonds marins. Notre analyse phylogénétique suggère que ^tusulfurimones de plumes aurait pu dériver d’un ancêtre associé à un évent hydrothermal, qui a acquis une plus grande tolérance à l’oxygène et s’est ensuite propagé à travers les océans. Cependant, cela reste à approfondir », a déclaré Molari.

Un examen des données génomiques d’autres panaches a révélé que ^tusulfurimones de plumes pousse dans ces environnements partout dans le monde. « De toute évidence, ils ont trouvé une niche écologique dans les panaches hydrothermaux froids, saturés en oxygène et riches en hydrogène », explique Molari. « Cela signifie que nous devons repenser nos idées sur le rôle écologique de Sulfurimonas dans l’océan profond – ils pourraient être beaucoup plus importants que nous ne le pensions auparavant. »