Parachat 'Hayei Sarah
Inscrivez vous à la newsletter pour connaitre toutes les nouveautés de votre site!
captcha 

Des scientifiques israéliens s'inspirent des microbes pour comprendre le passé

Israël Technologies


Tous les organismes vivants ne tirent pas leur énergie de la respiration classique où l'oxygène est transformé en dioxyde de carbone pour permettre l'oxydation des molécules carbonées. 

Certaines bactéries, que l'on trouve par exemple sur les planchers océaniques, ont la propriété de pouvoir respirer du souffre.

Des chercheurs de l'Institut Weizmann ont développé un modèle décrivant le métabolisme de ces bactéries qui permet d'en déduire les conditions environnementales dans lesquelles elles se trouvent. 

Par l'analyse des roches sédimentaires, ce modèle permet de remonter dans le temps et de comprendre qu'elles étaient les conditions environnementales.


De la vie au fond des océans

Il est toujours surprenant d'observer que de la vie puisse se développer dans des conditions extrêmes. 

C'est par exemple le cas au fond des océans où la nuit y est complète, le froid intense, les pressions colossales et l'oxygène presque inexistant. 

Et pourtant la vie subsiste puisqu'on y trouve des bactéries respirant du souffre. 

Ces microorganismes jouent un rôle essentiel dans le cycle du carbone et permettent de dégrader la matière organique qui se dépose sur le fond des océans comme les carcasses des poissons. 

Un nouveau modèle permet d'élucider un phénomène connu depuis déjà 60ans.


Le fractionnement isotopique du souffre renseigne sur les conditions environnementales

Il existe quatre isotopes stables différents du souffre et ces bactéries discriminent parmi les quatre en fonction de leurs conditions environnementales. 

A travers la respiration, ces microbes prélèvent le sulfate qu'ils utilisent comme source d'énergie pour leurs réactions métaboliques. 

Cependant ils ont une préférence pour l'utilisation du sulfate provenant de l'isotope du souffre le plus léger qu'ils fractionnent. 

On observe donc des molécules, issues du métabolisme bactérien, enrichies en 32S et déficitaires en 34S. 

Les expériences ont montré que ce fractionnement diminue avec l'augmentation de la vitesse de respiration et augmente lorsque la concentration en sulfate augmente. 

Ces observations ont donc été essentielles pour interpréter les données géologiques des isotopes de souffre reflétant alors des conditions passées. 

Cependant un modèle permettant d'expliquer et prédire les profils géologiques manquait.


Un modèle qui permet de remonter dans le temps

De récents travaux publiés dans la célèbre revue scientifique Proceedings of the National Academy of Science (PNAS) issus de la collaboration entre les laboratoires du Dr. Itay Halevy de l'Institut Weizmann et le Dr. Boswell Wing de l'université McGill de Montréal présentent une nouvelle approche combinant les principes de différentes disciplines (de biochimie et des isotopes stables) permettant de décrire l'activité métabolique de ces microorganismes.

Cette méthode permet de savoir dans quel environnement ces bactéries se trouvent et plus intéressant encore, quelles ont été les conditions environnementales passées. 

Pour créer leur modèle, les chercheurs ont dû incorporer des informations sur les réactions biochimiques et sur les différents facteurs environnementaux qui régulent les processus métaboliques de ces bactéries.

Les chercheurs s'activent maintenant à confirmer leur modèle par des résultats expérimentaux. Si le modèle décrit bien le processus, sa valeur sera très importante pour décrire et comprendre l'environnement en fonction de l'activité microbiologique, qu'elle soit présente ou passée. 

En effet, l'analyse par ce modèle des roches sédimentaires contenant du souffre permettrait aux géoscientifiques de remonter dans le temps et de décrire l'histoire passée. 

Ce modèle pourrait également s'adapter à d'autres éléments que le souffre comme à l'azote. 

Il pourrait aider à la compréhension de la dénitrification par les bactéries qui fractionnent les isotopes d'azote et qui ont une forte contribution pour le cycle de l'azote.


sources: bulletins-electronique