Une nouvelle étude sur les micro-organismes présents dans une eau extrêmement salée suggère que la vie pourrait survivre à des conditions auparavant considérées comme inhabitables. Cette recherche élargit les possibilités de découvrir la vie dans tout le système solaire et montre comment les changements de salinité affectent la vie dans les habitats aquatiques de la Terre.
La recherche fait partie d'un projet collaboratif plus vaste appelé Oceans Across Space and Time, dirigé par Britney Schmidt, professeur agrégé d'astronomie au Collège des arts et des sciences de l'Université Cornell et professeur agrégé de sciences de la terre et de l'atmosphère à Cornell Engineering. Le projet, financé par le programme d'astrobiologie de la NASA, vise à comprendre comment les mondes océaniques et la vie ont co-évolué, produisant des signes détectables de vie dans le passé ou le présent.
La nouvelle étude, intitulée « L'analyse unicellulaire dans des saumures hypersalines prédit les limites d'activité de l'eau pour l'activité anabolisante microbienne », a été récemment publiée dans la revue Science Advances. L'étude est basée sur l'analyse de l'activité métabolique de milliers de cellules uniques dans l'eau salée provenant d'étangs industriels le long de la côte sud de la Californie.
Les recherches menées par l'Université de Stanford élargissent notre compréhension de l'espace potentiellement habitable dans tout le système solaire et des conséquences possibles de l'augmentation de la salinité de certains habitats aquatiques de la Terre en raison de la sécheresse et du détournement de l'eau.
"Les environnements salins existent dans tout le système solaire, de Mars à Europe, la lune de Jupiter. Comprendre comment les microbes interagissent avec cet environnement sur Terre et y survivent est essentiel à 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, car ils savent que l’eau liquide est nécessaire à la vie et que le sel permet à l’eau de rester liquide sur une plage de températures plus large. Le sel préserve également les signes de vie, comme les cornichons en saumure.
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 salinité variable de l'usine de sel et ont analysé la saumure.
La plupart des micro-organismes arrêtent de se diviser à un niveau d'activité de l'eau inférieur à 0,9 (la quantité d'eau disponible pour les réactions biologiques de croissance microbienne), tandis que le niveau d'activité de l'eau minimum absolu signalé pour maintenir la division cellulaire en laboratoire est légèrement supérieur à 0,63. Les chercheurs ont prédit de nouvelles limites pour la vie, estimant que la vie pourrait être active à des niveaux aussi bas que 0,54.
Des études antérieures recherchant les limites d'activité de l'eau de vie ont utilisé des cultures pures pour rechercher le point auquel la division cellulaire cesse, marquant la fin de la vie. Mais dans ces conditions extrêmes, le doublement de la vie est extrêmement lent. L’étude de la division cellulaire ne permet pas de savoir quand la vie meurt ; en fait, les cellules peuvent être métaboliquement actives et rester dynamiques même si elles ne se répliquent pas.
Au lieu de cela, les chercheurs ont considéré les limites de l’activité cellulaire comme une définition plus flexible de la vie, arguant que la division cellulaire et la construction cellulaire sont toutes deux des caractéristiques de la vie.
À partir de centaines d’échantillons de saumure, dont certains étaient aussi salés que de la mélasse, ils ont déterminé les niveaux d’activité de l’eau et la quantité de carbone et d’azote absorbée par les cellules de la saumure. Avec cette méthode, ils ont pu détecter quand la biomasse d’une cellule augmentait, même de moitié (1 %). En revanche, les méthodes traditionnelles axées sur la division cellulaire ne peuvent détecter l'activité biologique qu'après que la biomasse cellulaire a à peu près doublé. Ensuite, en se basant sur la façon dont le processus ralentissait à mesure que l’activité de l’eau diminuait, les scientifiques ont prédit la ligne de démarcation entre le moment où le processus s’arrêterait complètement.
Cette étude remet en question les idées précédentes sur les limites d’activité de l’eau vive. Alors que la plupart des micro-organismes cessent de se diviser à des niveaux d’activité de l’eau inférieurs à 0,9, cette étude montre que la vie est active à des niveaux aussi bas que 0,54. En se concentrant sur l'activité cellulaire, y compris la construction cellulaire, les chercheurs sont capables de détecter des signes de vie dans des conditions indétectables par les méthodes traditionnelles.