instant de la mort

Des chercheurs ont découvert les mécanismes derrière la mystérieuse " onde de la mort " dans le cerveau, un phénomène survenant après une privation d'oxygène. Cette découverte importante ouvre de nouvelles perspectives pour la compréhension de la mort neuronale et de la réanimation.

En explorant les profondeurs de l'activité cérébrale au moment de la mort, des scientifiques de l'Institut du Cerveau ont fait une découverte significative. Pour la première fois, ils ont observé une onde spécifique, surnommée " l'onde de la mort ". Celle-ci survient lors d'une interruption prolongée de l'oxygénation du cerveau. Cet événement, loin de marquer une fin absolue, révèle en réalité une complexité insoupçonnée dans la dynamique neuronale entre la vie et la mort. Les résultats ont été publiés dans Neurobiology of Disease. 

La formation et le parcours de l'onde de la mort

Il est impossible de déterminer l'heure précise, à la seconde près, d'un décès. C'est un processus complexe, qui dure plusieurs minutes. Il existe des cas où même lorsque le processus a démarré, celui-ci peut s'interrompre et la personne revenir à la vie. 

L'arrêt de l'oxygénation du cerveau déclenche une série d'événements électriques. Initialement, une réduction drastique de l'activité électrique se produit, plongeant le cortex cérébral dans un silence électrique. Cependant, ce silence est brusquement interrompu par une onde de grande amplitude, initiée dans les couches profondes du cortex, comme un sursaut d'activité cérébrale. C'est sûrement cette onde que décrivent les personnes ayant fait une expérience de mort imminente, c'est-à-dire les personnes ayant survécu à un arrêt cardiorespiratoire. 

Cette " onde de la mort " se propage telle une vague à travers le cortex, portant en elle le potentiel d'une cessation totale de l'activité cérébrale. Mais, contrairement à ce que son nom suggère, cette onde ne signifie pas nécessairement une fin irréversible. Si le cerveau est réoxygéné à temps, une " onde de la réanimation " peut suivre, marquant le début d'une lente mais possible récupération des fonctions cérébrales.

(photo illustration) Et si l'onde de la mort expliquait les expériences de mort imminente. 

Quelles sont les implications de cette découverte ? 

Cette étude révèle que la mort neuronale est comme un processus graduel, potentiellement réversible, plutôt qu'un instant définitif. Elle met en lumière le rôle crucial des neurones pyramidaux de la couche 5 du néocortex, dont la dépolarisation marque le début de l'onde de la mort. 

Cette compréhension affine notre perception de la mort cérébrale, nous faisant comprendre qu'un électroencéphalogramme plat n'est pas forcément synonyme de mort définitive. Ces découvertes suggèrent que, sous certaines conditions, il est possible de restaurer les fonctions cérébrales, offrant ainsi de nouvelles voies pour le développement de traitements neuroprotecteurs. 

Ces avancées pourraient un jour transformer les pratiques de réanimation en cas d'arrêt cardiorespiratoire, réduisant les risques de séquelles neurologiques et ouvrant la porte à des interventions plus ciblées pour préserver les fonctions cérébrales essentielles.



 

Auteur: Internet

Info: https://www.futura-sciences.com/ janvier 2024

denières paroles

Professeur de math l'américain Sheck Exley (1949 - 1994) était plongeur spéléo, grand pionnier de la discipline. En 29 ans on l'a vu réaliser plus de 4.000 plongées. Il est l'un des rares à avoir survécu à une plongée de plus de 300 mètres avec de l'air comprimé, malgré le fait que cela devienne très toxique à ces profondeurs. Le 6 Avril, en compagnie de Jim Bowden ils se mirent à l'eau après des mois de minutieuses planifications pour une plongée dans le gouffre El Zacatón au Mexique. Bowden partit en premier, descendant rapidement. Une fois à moins 800 pieds il réalisa qu'il avait utilisé beaucoup plus que prévu du mélange d'air adapté pour cette grande profondeur. Il décida de s'arrêter et lança ses ballons de remontée pour s'arrêter au premier palier afin de commencer la première partie de ses 8 heures et demies de décompression. Dans l'eau trouble il put alors voir Exley le dépasser en descente. Un peu plus tard, une plongeuse qui surveillait les bulles des plongeurs bien au-dessus constata, 18 minutes après son départ, que celles d'Exley avaient cessés. Le scénario le plus probable est que, comme Bowden, son air fut utilisé beaucoup plus vite que prévu. Contrairement à Bowden il le réalisa trop tard. A ce point, sans pouvoir gonfler ses ballons de remontée assez vite, ou pour une autre cause, il se serait enveloppé dans la corde guide afin d'arrêter sa descente et se donner le temps de réfléchir. Il fut alors probablement victime d'éclairs de narcose ou autres syndromes nerveux de haute pression comme il l'avait déjà vécu lors d'épisodes similaires. Lorsqu'il fut à bout de l'air pour cette profondeur il passa à un autre mélange, destiné à être inspiré beaucoup plus près de la surface. À ce moment, il aurait subi une convulsion d'oxygène suive d'une perte de conscience et de sa mort. Après l'accident, son équipe pensa qu'on ne récupérerait jamais son corps. Mais lorsque la lourde corde guide avec les diverses bouteilles de décompression fut remontée trois jours plus tard, son corps y était attaché. Ceux qui l'ont connu sont certains d'une chose: quoi qu'il soit arrivé, Exley n'a pas paniqué. Plus d'une fois dans le passé il avait risqué sa vie, par exemple pour en sauver, d'autres, conservant des nerfs d'acier dans les plus cauchemardesques conditions. "He was the ultimate cool" déclarera Bowden à un journal du Texas. Quelques temps après les membres de l'équipe ont publié une analyse détaillée concluant pour partie à ce qui est décrit plus haut. Ses bouteilles n'étaient pas vides (une était intacte). Son ordinateur de plongée indiquait une profondeur maximale de 879 pieds. Il n'est pas clair s'il fut capable de remonter un peu une fois atteint ce point car avec les bouteilles cela demande effort supplémentaire. Bowden et d'autres experts ont aussi émis l'hypothèse qu'Exley, en s'attachant juste avant de mourir, a tout fait pour éviter la dangereuse opération de récupération de son corps.

Auteur: Internet

Info:

[ plongée ] [ spéléo ] [ éloge ] [ hypoxie ]

credo

En quoi quelque crédo en un "monde inaccessible" à notre état de connaissances et de développement pourrait-il être castrateur. Dit autrement : qui peut être dérangé par un Dieu, indifférent en apparence ? Ou par des extraterrestres, éventuellement créateurs de l'homme et pareillement inatteignables. Ou tout autre projectionniste, intact de nos dogmes et autres blablateries écrites ?

Restons ouverts, nazes que nous sommes... conscients de nos limites. Et attisons la curiosité des jeunes puisque chaque découverte ou avancée élargit la représentation d'un univers dont nous sommes les enfants-miroirs, chaque progression et nouvelle compréhension des forces en interaction améliorant notre humilité. 

Parce que dans le réel terrestre véritable que voit-on, au niveau humain, en-deça de l'émergence de Gaïa ? Beaucoup de rapports de pouvoirs, d'envies... égoïsmes et frustrations... Jalousies. Comme si ces pulsions de puissance, ou d'impuissance, conduisaient l'homme. Jumelles de ce qu'il projette aussi sur la ou les divinités. 

Croyances "carotte ou bâton". Sempiternelle dualité. 

Et puis est venue au jour la double hélice de l'adn et sa prodigieuse mémoire, accumulée par l'utilisation d'un codage en base 4. Qui fait penser aux propriétés du carbone (ou tétravalence, ou double dichotomie, ou tétralemme...). Qui nous montre surtout, effet miroir encore - mais plus fin -, le développement d'une méthodologie de la Source. Tactique d'Une Poussée Qui Sonde, Tente, Essaye...  Retente, Expérimente d'autres pistes... Ose ailleurs... "Retient ce qui marche" dans les profondeurs incroyables de Ses mémoires combinées... pour Tenter encore et encore... et encore... sans cesser de réutiliser les anciennes recettes dans les impasses rencontrées... Développant ainsi des complexités inouïes, d'une profondeur temporelle si étendue que Chronos lui-même y perd sa stature.  

Curiosité Source, Tâtonnante, projettée par l'homme en reflet.

Question : cette progression est-elle totallement impersonnelle et neutre ? Sans médiation autre que ce que l'épigénétique nous révèle ?... Sans interventions externes - rares ou pas - destinées à éviter tel ou tel écueil. 

Peut-il en être autrement ? 

Nos représentations personnelles, on aura compris, s'orientent volontiers vers d'infinies hiérarchies avec niveaux et recoins inconnus, foisonnants et interagissants au sein d'univers-plurivers multipliés à l'infini. Avec possibilité d'ingérence extra-muros. De médiations entre les lignes. Tout est dans tout. 

Point de vue depuis la limitée assise d'un mammifère terrestre, qui croit penser parce que membre d'une espèce dotée d'une intelligence collective écrite.

Et donc, si on se focalise sur un concept "mono" en ce domaine, Dieu ressemble à une entité qui, par notre entremise de concert avec toutes les strates d'émergences biologiques : plantes, bestioles, civilisation humaine... Explore. 

En attendant de nouveaux points de comparaison extérieurs, planétaires, cosmiques - et autres êtres inimaginés ou ovnis. 

Un Mono qui Se découvre Elle-même. 

Sissi, Dieu est féminin. 

Quelqu'un pour démontrer le contraire ? 

Alors, pris sous cet angle d'Unicité Divine, ELLE seule existe, localement certes. Mais de manière un peu moins éphémère.

Avec ce constat. Ni athée - pourquoi pas un ou plusieurs dieu(x) ? Ni agnostique - oui, on se pose la question. Mais celui d'une incroyance fondamentale en "quelque chose de fixé". 

Tout "signe en ce sens" qu'aura pu voir pointer notre petit entendement ressemblant plus, après réflexion, à quelque biais de confirmation du self qui produit ces lignes.

Auteur: Mg

Info: déc 2022

[ théologie ] [ ouverture ]

microbiote

Le plus grand écosystème microbien du monde découvert sous la croûte terrestre
Des millions d’espèces microbiennes ont été découvertes par un conglomérat de 1 200 scientifiques, composé de géologues, de chimistes, de physiciens et de microbiologistes originaires de 52 pays. Leurs travaux ont été publiés lundi 10 décembre à l’occasion du sommet américain de géophysique à Washington. Pendant 10 ans, ils ont réalisé des centaines de forages, parfois à 5 kilomètres de profondeur sous la croûte terrestre et sous la mer. Ils y ont découvert un monde insoupçonné qui comprend des membres des trois domaines biologiques : les bactéries, les archées et les eucaryotes. Cette découverte vient questionner nos certitudes sur la formation de la vie sur Terre et ailleurs.

Une population aussi diversifiée que celle d'Amazonie
Nous sommes près de 7 milliards d’êtres humains mais nous ne représentons qu’une toute petite partie de la vie sur Terre. L’écosystème découvert par les scientifiques atteint un volume de près de deux fois celui de nos océans et un poids équivalent à une vingtaine de milliards de tonnes, soit beaucoup plus que le poids total de l’humanité. Sa diversité est comparable à celle de l’Amazonie. Ces millions de microbes "vivent partout dans les sédiments" explique Fumio Inagaki de l'agence japonaise pour les sciences marines et de la terre. "Ce sont de nouvelles branches dans l'arbre de la vie qui existent sur Terre depuis des milliards d'années, sans qu’on ne les ait jamais remarquées" ajoute Karen Lloyd de l'université du Tennessee. Une grande partie de la vie se trouverait donc à l'intérieur de la Terre plutôt qu'à sa surface et ces microbes "souterrains" représentent, selon les scientifiques, 70 % de la totalité de ces populations.

Un monde à part
Une telle découverte est souvent accompagnée de son lot d’énigmes et cette biosphère remet en cause de nombreuses certitudes que nous avons sur la vie. Ces microbes sont en effet très différents de leurs cousins vivant en surface. Ils vivent dans des milieux extrêmes très sombres et très chauds. "Leur source d'énergie n'est pas le Soleil et la photosynthèse. Ici, ce qui fait démarrer leurs communautés, c'est la chimiosynthèse. Ils tirent leur énergie des roches qui s'altèrent" explique Bénédicte Menez, responsable de l'équipe géomicrobiologie à l'Institut de Physique du Globe de Paris.

Leur rapport au temps est également différent. Alors qu’à la surface, nous dépendons de cycles relativement rapides, réglés sur le Soleil et sur la Lune, ces organismes souterrains font partie de cycles lents à l'échelles des temps géologiques, et ne dépendent pas de notre étoile. Certaines espèces vivent en effet depuis des milliers d’années et sont à peine en mouvement, excepté en cas de déplacement des plaques tectoniques ou d’éruptions. Les scientifiques ne comprennent pas leur mécanisme de survie à long terme : "Ils sont là et attendent…" conclut un scientifique.

La découverte de cette biosphère pose la question même de l'origine de la vie sur Terre : la vie a-t-elle commencé dans les profondeurs de la Terre pour ensuite migrer vers le Soleil, ou a-t-elle commencé à la surface pour ensuite migrer vers le bas ? Et comment ces microbes survivent-ils au manque de nutriments et aux conditions extrêmes ? Pour Robert Hazen, minéralogiste à la Carnegie Institution for Science, si "la vie sur Terre peut être si différente de ce à quoi nous sommes habitués, quelle étrangeté pourrait nous attendre en cherchant la vie dans d'autres mondes ?"

Auteur: Internet

Info: https://www.nationalgeographic.fr, trad Arnaud Sacleux , nov 2019

[ énigme ]

titres possibles pour ce logiciel

Tentative libératrice d'intégration-participation des idiosyncratiques parlêtres au sein des corpus lexicologiques consensuels.

Insertion inclusive des voix singulières dans les référentiels linguistiques partagés.

Démocratisation des langages et participation des locuteurs marginalisés aux corpus de référence.

Valorisation de la diversité linguistique et intégration des expressions idiosyncratiques dans un corpus souple.

Lutte contre l'homogénéisation linguistique et reconnaissance des variations dialectales et sociolectales.

Ouverture des corpus lexicographiques aux formes d'expression non normées et créatives. 

Ouvrir les barrières linguistiques et favoriser l'inclusion des voix minoritaires dans les discours officiels.

Célébrer la richesse et la diversité des langages humains et encourager l'usage de formes non standardisées.

Décloisonner les corpus linguistiques et favoriser le métissage des styles et des registres.

Donner une voix aux exclus du langage et enrichir les référentiels linguistiques par leur apport singulier.

Réinventer les corpus lexicographiques comme espaces de rencontre et d'échange entre toutes les formes d'expression.



Essai d'inclusion audacieuse des locuteurs atypiques dans les vocabulaires standard.



Enrichissement du lexique partagé par l'inclusion réfléchie d'expressions individuelles.

Ouverture mesurée du lexique standard à des expressions originales.

Dialogue constructif entre les expressions individuelles et le lexique établi.



Élargissement inclusif du vocabulaire officiel pour une meilleure représentativité.

Expérience visant à intégrer activement les expressions individuelles et divergentes dans les ensembles de mots communément acceptés.

Tentative d'articuler les singularités langagières au sein des structures linguistiques normatives.

Chanson rebelle des mots uniques qui se frayent un chemin dans la symphonie du langage commun.

Subversion douce-amère des codes linguistiques par l'irruption des voix hétérodoxes.

Frontière poreuse entre l'idiolecte et le lexique partagé, où se joue la subversion du sens.

Intégration expérimentale d'unités lexicales non standardisées dans des corpus linguistiques de référence.

Inclusion des marges langagières dans le centre du discours.

Peut-on élargir la norme linguistique pour y inclure les expressions singulières ?

Osons célébrer la diversité des voix qui enrichissent la langue ! 



Tissage audacieux de fils de laine dissidente dans la tapisserie du langage officiel.

Contrebande linguistique : faire passer les mots rebelles en douce dans un répertoire officiel.

Révolution lexicale : donner voix au peuple dans le grand livre de la langue.

Exploration des frontières du langage : où l'individuel rencontre le collectif.

Hommage aux hérétiques du langage : ceux qui ont osé défier la norme et enrichir la langue.

Laboratoire du langage : inventer les mots de demain en explorant les marges d'aujourd'hui.

Apprendre à écouter les voix oubliées : une clé pour une meilleure compréhension du monde.

Biodiversité linguistique : préserver la richesse des expressions pour un monde plus vibrant.

Silence entre les mots : espace fertile où naissent de nouvelles significations.

Que la langue s'épanouisse dans sa diversité, que chaque mot trouve sa place dans le chant du monde !



Marathon linguistique : les mots marginaux courent vers la ligne d'arrivée, celle de la reconnaissance.

Informatique, cerveaux humain et Intelligence artificielle au service de la diversité : algorithmes pour dénicher les pépites linguistiques cachées.

Quête du sens pur : explorer les profondeurs du langage pour découvrir la signification cachée dans les mots.

Rêve linguistique : où les mots se libèrent des conventions et dansent dans un ballet poétique.

Combat pour la liberté d'expression : briser les carcans du langage officiel pour donner voix à tous.

Éloge de la langue oubliée : retrouver les mots perdus et les faire revivre dans le langage d'aujourd'hui.

Vers un langage universel : où chaque mot, quelle que soit son origine, est accueilli et célébré.



Expressions plus courtes:

Inclusion des idiosyncraties dans les corpus consensuels.

Démocratisation linguistique et participation inclusive.

Valorisation classificatoire de la diversité des langages et expressions.

Lutte contre l'homogénéisation et reconnaissance des variations.

Ouverture des corpus aux formes non normées et créatives.

Briser les barrières linguistiques et inclure des voix minoritaires.

Célébrer la richesse et la diversité des langages humains.

Décloisonner les corpus et favoriser le métissage des styles.

Donner une voix aux exclus du langage et enrichir les corpus.

Réinventer les corpus lexicologique comme espaces de rencontre et d'échange.

Expressions plus imagées:

Peindre le paysage linguistique avec toutes ses nuances.

Faire chanter la symphonie des langages humains.

Tisser une tapisserie lexicale multicolore et inclusive.

Bâtir un Babel inclusif où toutes les voix se rencontrent.

Cultiver un jardin linguistique où chaque expression trouve sa place.

Etc.

Auteur: Mg

Info: 26 fév 2024, grandement aidé par Gemini pour les reformulations

[ déclinaisons ] [ humour ] [ variations ] [ FLP défini ] [ diachronie ]

palier évolutif

L’explosion cambrienne déclenchée par plusieurs transgressions marines ?

Il y a 542 millions d'années apparaissaient, durant une période de quelques dizaines de millions d'années seulement, les grandes lignées d'animaux multicellulaires, comme les vertébrés et les arthropodes. Les lignées végétales et bactériennes se sont elles aussi diversifiées. 

Quel fut le déclencheur de cet événement planétaire ? 

La libération massive d'ions dans les océans, due à une érosion devenue intense, affirme une équipe américaine. Les organismes marins auraient utilisé ces polluants pour fabriquer des squelettes et des coquilles, une invention qui leur fut très profitable.

Les premières formes de vie seraient apparues sur Terre il y a 3,5 milliards d'années. Curieusement, ces êtres restèrent en grande majorité unicellulaires (vivant parfois en colonies) jusqu'à l'explosion cambrienne survenue il y a seulement 542 millions d'années. Cet événement vit alors naître de nombreux organismes pluricellulaires et des structures biominérales (par exemple des coquillages) en seulement quelques millions d'années, preuve d'une accélération soudaine de l'évolution (comme en témoignent par exemple les schistes de Burgess). Mais quel fut le facteur déclenchant ? Cette question taraude de nombreux scientifiques depuis longtemps car peu d'hypothèses convaincantes ont été apportées.

Il existe pour la même époque une autre grande curiosité, mais cette fois d'ordre géologique, clairement observable dans le Grand Canyon. L'analyse des couches stratigraphiques de cette région révèle l'histoire de la Terre sur près de 2 milliards d'années, ou presque, car il reste plusieurs discordances chronologiques. Ainsi, il n'y a pas de trace de roches datant de l'époque de l'explosion cambrienne. Des sédiments âgés de 525 millions d'années reposent directement sur des roches métamorphiques de 1.740 millions d'années et des couches sédimentaires inclinées âgées de 1.200 à 740 millions d'années. Des roches sédimentaires "jeunes" provenant de mers peu profondes recouvrent donc de "vieilles" roches sans aucune continuité logique. Mais une question se pose : a-t-on vraiment perdu des informations sur l'évolution de la Terre pendant 215 millions d'années à cause de cette inconformité géologique ?

Il semble bien que non. Selon Shanan Peters de l'université de Wisconsin-Madison, cette absence de données géologiques permettrait d'expliquer le mécanisme déclencheur de l'explosion cambrienne. Les résultats obtenus par l'équipe de ce chercheur sont présentés dans la revue Nature. L'inconformité résulterait d'une succession d'événements géologiques ayant causé la libération massive d'ions dans les océans. Les animaux se seraient adaptés en synthétisant des cristaux pour se débarrasser de ces éléments potentiellement néfastes, donnant ainsi naissance à la biominéralisation. Cette dernière changea alors radicalement le cours de l’évolution, tant les avantages qu'elle apporte sont nombreux.

(Illustration - Le Grand Canyon s'étend sur 450 km de long et possède une profondeur moyenne de 1.300 mètres. Les strates visibles permettent littéralement de lire l'histoire géologique du continent nord-américain - L’explosion cambrienne serait liée à un trop plein d'ions)

Ces explications font suite à l'analyse des propriétés géochimiques de plus de 20.000 échantillons de roches prélevés en Amérique du Nord.

Au début du Cambrien, les mers seraient montées et descendues à plusieurs reprises, en érodant à chaque fois les substrats rencontrés et mettant ainsi à nu d'anciennes roches provenant directement des profondeurs de la croûte terrestre. Cette succession de transgressions marines explique donc la disparition de plusieurs couches stratigraphiques. Exposées à l'air et à l'eau, les roches crustales auraient réagi chimiquement, libérant dans les océans de grandes quantités d'ions calcium, potassium, fer et silice. La chimie de l'eau fut alors profondément modifiée.

Un dernier retour des mers il y a 525 millions d'années provoqua le dépôt de sédiments plus jeunes. De nombreuses traces géologiques confirment ces événements - couches de glauconite et d'autres roches particulièrement riches en potassium, fer et silice.

(ici un schéma montre la brutale accélération de l'évolution au Cambrien avec apparition de beaucoup de genres d'espèces vivantes - diversité.

Des minerais pour évacuer le trop plein d’ions

Chaque organisme vivant maintient un équilibre ionique avec le milieu. L'arrivée massive d'ions dans l'environnement marin a dû profondément perturber cette balance. Plusieurs espèces se seraient mises à stocker leurs excédents en ions calcium, potassium, fer et silice sous forme de minerais afin de rétablir l'équilibre. Cette stratégie a deux avantages : les effets des particules chargées sont limités et elles ne sont pas rejetées dans le milieu où elles pourraient à nouveau jouer un rôle néfaste.  

Voilà pourquoi les trois biominéraux majoritairement présents au sein des organismes vivants seraient apparus lors de l'explosion cambrienne. Le phosphate de calcium est le constituant principal de nos os et dents. Le carbonate de calcium entre quant à lui dans la biosynthèse des coquilles d'invertébrés. Et le dioxyde de silicium est utilisé par les radiolaires, du zooplancton, pour synthétiser leur "squelette" siliceux.

Les avantages évolutifs procurés par ces minéraux sont conséquents puisqu'ils sont utilisés pour la conception de coquilles et d'épines (rôle de protection), de squelettes (rôle de soutien) et de griffes ou dents (rôle dans la prédation). Leur apparition permet de mieux comprendre le changement soudain du cours de l'évolution. 

Ce que certains qualifiaient de "trou" dans les enregistrements de l'histoire de la Terre se révèle en réalité être une source d'information d'une valeur inestimable. La "grande inconformité" (en anglais Great Unconformity) révèle ainsi un mécanisme probable du déclenchement de l'explosion radiative du Cambrien.

Auteur: Internet

Info: Quentin Mauguit, Futura-sciences.com, 24/04/2012

[ animal-minéral ] [ paléontologie ]

source du vivant

Comment les archées, la troisième forme de vie sur Terre, produisent de l'énergie

(photo : Un arbre phylogénétique à vraisemblance maximale non enraciné de la sous-unité catalytique (HydA) des hydrogénases [FeFe] et des hydrogénases hybrides. L'arbre a été construit sur la base de 3 677 séquences d'acides aminés en utilisant le modèle LG + C20 + R + F. Les nombres sur les branches indiquent les valeurs de support aLRT (test du rapport de vraisemblance approximatif) et bootstrap ultrarapide (entre parenthèses), chacune avec 1 000 répétitions. La barre d'échelle correspond au nombre de substitutions attendu par site. Les cercles colorés à l'extrémité indiquent des séquences d'eucaryotes et de groupes archéens majeurs. Toutes les autres séquences proviennent de bactéries)

Une équipe scientifique internationale a redéfini notre compréhension des archées, un ancêtre microbien de l'homme datant de deux milliards d'années, en montrant comment elles utilisent l'hydrogène gazeux.

Les résultats, publiés aujourd'hui dans Cell, expliquent comment ces minuscules formes de vie produisent de l'énergie en consommant et en produisant de l'hydrogène. Cette stratégie simple mais fiable leur a permis de prospérer dans certains des environnements les plus hostiles de la Terre depuis des milliards d'années.

L'article, dirigé par des scientifiques du Biomedicine Discovery Institute de l'Université Monash, dont le professeur Chris Greening, le professeur Jill Banfield et le Dr Bob Leung, réécrit le manuel de biologie fondamentale.

Le Dr Bob Leung a déclaré que cette découverte sur l'une des formes d'existence les plus anciennes de la Terre pourrait également aider à l'existence humaine, notamment en concevant de nouvelles façons d'utiliser l'hydrogène pour une future économie verte.

(Image : Résumé graphique évolutif)

" Les humains n’ont commencé que récemment à penser à l’utilisation de l’hydrogène comme source d’énergie, mais les archées le font depuis un milliard d’années. Les biotechnologues ont désormais la possibilité de s’inspirer de ces archées pour produire industriellement de l’hydrogène.

Tout en haut de la pyramide de la vie, il y a trois " domaines "de la vie : les eucaryotes (domaine des animaux,  plantes et champignons), les bactéries et les archées. Les archées sont des organismes unicellulaires qui peuvent vivre dans les environnements les plus extrêmes de la Terre. La théorie scientifique la plus largement acceptée suggère également que les eucaryotes, comme les humains, ont évolué à partir d’une très ancienne lignée d’archées fusionnant avec une cellule bactérienne par échange d’hydrogène gazeux.

"Notre découverte nous rapproche de la compréhension de la manière dont ce processus crucial a donné naissance à tous les eucaryotes, y compris les humains", explique Leung.

(image : description des nano-interactions à l'origine de la vie - Les hydrogénases [FeFe] et [NiFe] codées par les archées ont vraisemblablement formé des complexes uniques)  

L’équipe a analysé le génome de milliers d’archées à la recherche d’enzymes productrices d’hydrogène, puis a produit les enzymes en laboratoire pour étudier leurs caractéristiques. Ils ont découvert que certaines archées utilisent des types inhabituels d’enzymes appelées [FeFe]-hydrogénases.

Les archées qui produisent ces enzymes utilisant l'hydrogène ont été trouvées dans bon nombre des environnements les plus difficiles de la Terre, notamment les sources chaudes, les réservoirs de pétrole et les profondeurs des fonds marins.

On pensait jusque là que ces hydrogénases étaient limitées à seulement deux " domaines " de la vie : les eucaryotes et les bactéries. Ici, l’équipe a montré qu'on les trouve dans les archées pour la première fois et qu’elles sont remarquablement diverses dans leurs formes et leurs fonctions.

Non seulement les archées possèdent les plus petites enzymes utilisant l’hydrogène, mais elles possèdent également les enzymes les plus complexes qui usent de l’hydrogène, ce qui pourrait offrir des solutions rationalisées pour la production d’hydrogène biologique en milieu industriel.

Le professeur Chris Greening a déclaré que ces découvertes sur la manière dont les archées utilisent l'hydrogène ont des applications potentielles pour la transition vers une économie verte.

" L’industrie utilise actuellement de précieux catalyseurs chimiques pour utiliser l’hydrogène. Cependant, nous savons par la nature que le fonctionnement des catalyseurs biologiques peut être très efficace et résilient. Pouvons-nous les utiliser pour améliorer la façon dont nous utilisons l’hydrogène ? "

Avec leurs très anciennes origines et des applications potentielles en biotechnologie, les archées continuent de captiver les chercheurs et offrent des voies prometteuses pour de nouvelles découvertes et applications.

(Photo avec grande complexité de détails. La partie gauche de la figure montre un arbre phylogénomique de vraisemblance maximale (modèle LG + F + G4) basé sur les 15 protéines marqueurs ribosomiques concaténées des génomes archéens qui codent pour les hydrogénases [FeFe]. Les résultats sont présentés pour les 118 génomes (sur 130) qui sont complets à au moins 60 %, contaminés à moins de 5 % et contiennent au moins 75 % des 15 protéines synténiques. Les branches sont codées par couleur, codées en fonction du phylum respectif. Les cercles noirs indiquent des valeurs de support bootstrap supérieures à 80 %. La partie centrale montre la présence de gènes métaboliques clés (dans au moins un génome) impliqués dans différents processus métaboliques. Fixation du carbone : sous-unité bêta d'ATP-citrate lyase (AclB), sous-unité bêta d'acétyl-CoA synthase (AcsB), 4-hydroxybutyryl-CoA déshydratase/vinylacétyl-CoA-delta-isomérase (AbfD), monoxyde de carbone déshydrogénase/acétyl-CoA synthase ( CODH/ACS), sous-unité complexe delta (CdhD), sous-unité complexe CODH/ACS gamma (CdhE), sous-unité catalytique anaérobie CODH (CooS), ribulose-bisphosphate carboxylase de type II/III (RbcL II/II) et ribulose-bisphosphate de type III carboxylase (RbcL III); respiration : déshalogénase réductrice (RdhA), enzyme activatrice du formaldéhyde (Fae), sous-unité alpha du formate déshydrogénase (FdhA) et succinate déshydrogénase réversible et flavoprotéine fumarate réductase (SdhA/FrdA) ; Synthèse d'ATP : sous-unité alpha de l'ATP synthase (AtpA) et sous-unité bêta de l'ATP synthase (AtpB) ; fermentation : 2-oxoacide : ferrédoxine ou pyruvate : sous-unité alpha de ferrédoxine oxydoréductase (OorA/PorA), L-lactate déshydrogénase (Idh), acétyl-CoA synthétase formant l'ADP (AcdA), acétate kinase (Ack), phosphate acétyltransférase (Pta) , acétyl-CoA synthétase (Acs) et formiate C-acétyltransférase (PflD); dégradation des acides gras : acyl-CoA déshydrogénase (ACAD) ; dégradation des aromatiques : flavine prényltransférase (UbiX) ; métabolisme du soufre : soufre dioxygénase (Sdo), sulfate adenylyltransférase (Sat), adenylylsulfate kinase (CysC), sous-unité 1 de sulfate adenylyltransférase (CysN) et sous-unité A de sulfite réductase anaérobie (AsrA). La partie droite montre les divers environnements à partir desquels les génomes archéens ont été récupérés. Notez que le phylum QMZS01 a été classé comme Aenigmatarchaeota dans GTDB R06-RS207, tandis que la classe Thermoproteota EX4484-205 a été proposée comme Brockarchaeia. )

Les hydrogénases minimales et hybrides sont actives à partir des archées (Cell - accès libre).

Auteur: Cowing Keith

Info: Communiqué de presse, Université Monash, 12 juin 2024

[ astrobiologie ] [ extrémophiles ]

léviathan

Le calamar géant qui a fait trembler les mers

Il a fallu plusieurs siècles aux savants pour donner crédit aux récits des marins attaqués par un terrifiant monstre marin. Le calamar géant devint un personnage littéraire à part entière au travers d’œuvres telles que Les Travailleurs de la mer de Victor Hugo ou Vingt Mille Lieues sous les mers de Jules Verne.

Les chroniques et les sagas nordiques du Moyen-Âge décrivent un terrifiant monstre marin qui faisait la taille d’une île et se déplaçait dans les mers séparant la Norvège de l’Islande. Au XIIIe siècle, la saga islandaise Örvar-Oddr parle du "monstre le plus grand de la mer", capable d’avaler "des hommes, des bateaux et même des baleines". 

Cette intrigante apparition revient dans des textes ultérieurs, comme la chronique du Suédois Olaus Magnus, qui décrit au XVIe siècle de colossales créatures, capables de couler un bateau. Ce type de récits continue de circuler au XVIIIe siècle, époque à laquelle ce monstre commence à être connu sous le nom de kraken (littéralement “arbre déraciné”), un terme norvégien désignant une réalité pour le moins fantasque. Dans son Histoire naturelle de la Norvège (1752), Erik Ludvigsen Pontoppidan, évêque de Bergen, décrit en effet le kraken comme "une bête d’un mille et demi de long qui, si elle s’accroche au plus grand navire de guerre, le fait couler jusqu’au fond" et précise qu’il "vit dans les fonds marins, dont il ne remonte qu’une fois réchauffé par les feux de l’enfer".

Pourtant, ces descriptions ne sortaient pas totalement de l’imagination de leurs auteurs. Erik Ludvigsen Pontoppidan nota par exemple que "les décharges de l’animal troublaient l’eau" ; il pourrait donc s’agir d’un calamar géant. L’histoire du kraken est liée aux péripéties vécues dans des mers inconnues par des marins qui les relataient à leur retour. Si les marins nordiques s’étaient limités à l’Atlantique Nord, l’entrée dans la modernité a toutefois étendu le champ d’observation à l’ensemble du Pacifique.

Certains marins ont parlé d’un "diable rouge", un calamar qui attrapait et dévorait des naufragés ; d’autres ont évoqué des animaux marins insatiables, mesurant de 12 à 13 m de longueur. La succession de témoignages d’officiers de marine racontant avoir été confrontés à ces créatures déconcertait les scientifiques. Si le célèbre naturaliste suédois Carl von Linné, le père de la taxonomie moderne, inclut le kraken dans son Systema naturae (1735), la plupart des scientifiques n’étaient pas prêts à assumer l’existence du terrible monstre nordique. Le sort injuste que subit le Français Pierre Denys de Montfort illustre cette fermeture d’esprit. Dans son Histoire naturelle générale et particulière des mollusques, le naturaliste consigna en 1801 l’existence des animaux "[les plus grands] de la Nature quant à notre planète" : le "poulpe colossal"et le "poulpe kraken". Il se fondait sur des récits nordiques et des témoignages de marins contemporains, qu’il mit en relation avec un animal similaire cité par le naturaliste romain Pline l’Ancien. Il inclut dans son oeuvre une illustration représentant l’attaque d’un navire par un poulpe géant au large de l’Angola, qui devint l’image emblématique du kraken, mais suscita le rejet unanime de la communauté scientifique et le discrédita à vie.

Or, les témoignages sur l’existence de cet animal légendaire continuaient à se succéder. Le capitaine de baleinier Frank Bullen raconta ainsi qu’il avait sans l’ombre d’un doute assisté au combat d’un "énorme cachalot" avec un "gigantesque calamar". Selon sa description, les yeux de l’animal étaient situés à la base de ses tentacules, corroborant l’idée qu’il s’agissait plutôt d’un calamar (pieuvre et poulpe possédant des bras, mais pas de tentacules).

L’épisode qui marqua un tournant dans l’histoire des calamars géants se produisit en 1861, lorsque le navire français Alecton se trouva confronté à un céphalopode de 6 m de long au nord-est de Ténériffe, dans l’Atlantique. Son commandant, le capitaine de frégate Frédéric Bouyer, relata cette rencontre dans un rapport qu’il soumit à l’Académie des sciences : l’animal "semblait vouloir éviter le navire", mais le capitaine se disposa à le chasser en lui lançant des harpons et en lui tirant des coups de fusil. Il ordonna même de le "garrotter […] et de l’amener le long du bord", mais la créature finit par s’enfoncer dans les profondeurs. Frédéric Bouyer conserva ainsi un morceau du calamar, qu’il fit parvenir au prestigieux biologiste Pierre Flourens. 

Le calamar géant devint un personnage littéraire à part entière au travers d’œuvres telles que Les Travailleurs de la mer de Victor Hugo ou Vingt Mille Lieues sous les mers de Jules Verne. Toujours avide de nouvelles découvertes scientifiques, Jules Verne décrivit dans son roman l’épisode de l’Alecton et toutes les références mythiques et historiques à l’animal ; il y inclut aussi l’attaque d’un calamar contre le Nautilus lui-même. Les scientifiques analysèrent pour leur part les témoignages de marins et les restes de calamars récupérés en mer ou échoués, et conclurent qu’il s’agissait d’une espèce particulière, qu’ils baptisèrent Architeuthis dux.

Le mystère continue de planer autour de cet animal. On ne sait presque rien de son cycle de vie ni de ses habitudes, ni même s’il s’agit d’une seule espèce de calamar. Seules une équipe de scientifiques japonais et une chaîne nord-américaine ont pu le filmer de manière brève respectivement en 2006 et 2012. On sait malgré tout que les mâles mesurent environ 10 m de long et les femelles 14. Son oeil, le plus grand du règne animal, peut mesurer jusqu’à 30 cm de diamètre. 

L’habitat de cet animal se situe dans des profondeurs extrêmes, surtout dans l’océan Pacifique, mais aussi dans l’Atlantique. Il trouve par exemple refuge dans le canyon d’Avilés, à 5 000 m de profondeur au large des Asturies. Habitués à en rencontrer lorsqu’ils partent en mer, les pêcheurs locaux n’ont guère accordé d’importance à la controverse autour de son existence. Cet animal leur est si familier qu’ils lui ont même donné un nom : le peludín ("petit velu") ; un musée, qui lui est consacré, a par ailleurs ouvert ses portes en 1997 à Luarca, sur la côte des Asturies. 

Qu’on l’appelle peludín ou Architeuthis dux, on sait désormais avec certitude que cet animal existe, même s’il n’est pas aussi sauvage que la créature sortie de l’imagination nordique et des bestiaires de la Renaissance. Il est désormais si réel que seuls notre abandon de l’exploration sous- marine et l’absence de progrès de la science entravent encore son étude et la connaissance que nous en avons. D’ici là, le mystère qui l’entoure continuera d’alimenter des légions de cryptozoologues résolus à ressusciter le kraken, mais aussi les créatures les plus romantiques de nos vieilles légendes marines.

Auteur: Armendariz Xabier

Info: sur https://www.nationalgeographic.fr/, 6 juillet 2021

[ mythologie ] [ homme-animal ]

russie - occident

Publié il y a près d’un an, alors que l’invasion russe de l’Ukraine ne faisait que commencer, Le mage du Kremlin (Gallimard) a reçu à l’automne le prix de l’Académie française, et a manqué de très peu de remporter aussi le prix Goncourt.

Son auteur, Giuliano Da Empoli, Italo-suisse né en 1973, est le fils d’un conseiller politique blessé lors d’un attentat en 1986. Il a lui-même été conseiller politique pour Matteo Renzi. 

Politique-fiction

Depuis le succès de son livre, qui mêle politique et littérature, on voit régulièrement passer sa chevelure grisonnante sur les télévisions et les radios françaises. Avec son léger accent italien trainant, il y gratifie ses auditeurs de formules marquantes, comme, par exemple "j’ai l’habitude de dire que l’Italie est la Silicon Valley du populisme".

Le Russe Vladislav Sourkov, cofondateur du parti Russie unie, qui mena Vladimir Poutine au pouvoir, photographié ici en 2010. Photo : Wikimedia Commons.

L’ouvrage se penche sur un personnage énigmatique, Vadim Baranov, largement inspiré par Vladislav Sourkov, conseiller politique et idéologue de Vladimir Poutine depuis la fin des années 1990 jusqu’à sa prise de distance avec le Kremlin, en 2020. Au milieu des anciens du KGB, Sourkov, fan de John Lennon et du rappeur Tupac, détonnait quelque peu. En quelque sorte, il était l’un des derniers vestiges, sous l’ère Poutine, de la Russie hédoniste des années 1990, même s’il a lui aussi participé à la forte verticalisation du pouvoir. 

Un grand-père aristo, un père communiste

La part de fiction qu’ajoute Da Empoli semble se résumer à l’histoire d’amour compliquée de Baranov ("il n’existe pas une femme qui soit aussi précieuse que la vérité qu’elle nous révèle en nous faisant souffrir"), à sa solide culture classique, très française, pétrie de citations de Chamfort et de La Bruyère, et à sa généalogie. 

Baranov est le petit-fils d’un aristocrate excentrique, insolent à l’égard du pouvoir soviétique, qui "se serait fait pendre plutôt que de renoncer à un bon mot". Et le fils d’un apparatchik conformiste, qui a mené sa fronde à l’égard du paternel en adhérant totalement au régime communiste. "Je peux comprendre. C’est aussi une rébellion à sa façon. Quand tu grandis auprès d’un personnage tellement hors du commun, la seule révolte possible est le conformisme".

Quatre décennies de politique russe

Au tout début du roman, un narrateur français, de passage en Russie, échange avec un inconnu sur Twitter à coup d’allusions à Evgueni Zamiatine, auteur de science-fiction et compagnon de route très rapidement désillusionné de la Révolution de 1917. Un beau jour, il se laisse entrainer dans une grosse berline qui parcourt les kilomètres dans la forêt russe, avec une inquiétude montante au fil des heures : "La curiosité amusée qui m’avait habité jusque-là était en train de faire place à une certaine appréhension. En Russie, me disais-je, tout se passe en général très bien, mais quand les choses vont mal, elles vont vraiment très mal. À Paris, la pire chose qui puisse vous arriver c’est un restaurant surestimé, le regard méprisant d’une jolie fille, une amende. À Moscou, la gamme des expériences déplaisantes est considérablement plus vaste". Le narrateur se retrouve dans la riche demeure de Vadim Baranov et laisse débuter le long monologue de son hôte qui passe en revue quatre décennies de vie politique russe. Baranov raconte sa jeunesse soviétique et les paniers de victuailles réservés aux hauts fonctionnaires, puis la parenthèse libérale de la décennie 90, au cours de laquelle Baranov devient producteur d’une télévision plus trash encore que celle de l’Occident de la même époque, et l’ascension de Poutine, que l’oligarque Boris Berezovski vient dénicher dans les profondeurs du deep state. 

La première rencontre entre Poutine et Baranov, présentés l’un à l’autre par Berezovsky, est marquante : à ce moment-là, "le Tsar n’était pas encore le Tsar" ; c’est un fonctionnaire un peu terne, la main presque moite, à l’air un peu idiot. Bref, l’homme idéal selon Berezovsky (le vrai maître de la Russie de cette époque) pour donner un tour de vis au régime russe sans sacrifier pour autant les privilèges glanés par les oligarques. Avoir l’air un peu idiot n’a jamais été une mauvaise chose en politique : Louis-Napoléon Bonaparte avait volontiers joué ce jeu auprès des tenants de la droite de son époque, avant de ravir le pouvoir pendant plus de deux décennies. Juan Carlos avait également usé de la même stratégie auprès de Franco : "Faire l’idiot est une discipline fatigante, très dure pour les nerfs", confia-t-il plus tard. 

Berezovsky, capable, lui, de combiner à un haut niveau "intelligence pointue" et "stupidité abyssale", s’aperçoit mais un peu tard qu’il ne maîtrise plus du tout sa créature politique.

Hantises obsidionales et égo russes

Da Empoli parvient à se placer dans la tête du conseiller russe, à restituer les hantises obsidionales d’un pays qui se sent encerclé et qui a eu le sentiment d’être humilié par l’Occident pendant toutes les années 1990. On se souvient de la fameuse scène du fou rire de Clinton face à un Eltsine ivre mort et l’on se dit, nostalgiques, que le monde était globalement plus sûr quand nous étions coincés entre une Russie gouvernée par un alcoolique et une Amérique par un obsédé sexuel. Si la séquence a alimenté pendant des années le bêtisier des Enfants de la télé, elle a aussi mis plus bas que terre l’égo national russe. Lors de la première rencontre Poutine-Clinton, le nouveau président russe fixe tout de suite les nouvelles règles.  Baranov raconte : "Avec lui ce serait différent. Plus de claques dans le dos ni de gros rires. Clinton a été déçu, c’est évident. Il pensait que désormais tous les présidents russes seraient de braves portiers d’hôtels, gardiens des plus vastes ressources de gaz de la planète pour le compte de multinationales américaines. Pour une fois, lui et ses conseillers sont repartis un peu moins souriants que lorsqu’ils sont arrivés". Da Empoli restitue donc la mentalité du conseiller russe, sans entrer dans le jeu de la propagande russe. De toute façon, Baranov-Sourkov est un peu trop décalé, un peu trop occidental pour être totalement dupe de celle-ci.

Écrit avant le début de l’invasion russe, le livre n’avait évidemment pas anticipé le contexte actuel explosif. L’Ukraine n’est toutefois pas absente du roman, Baranov ayant observé attentivement la contestation ukrainienne des élections de 2004 autour d’une jeunesse rassemblée sur la place Maïdan et appuyée notamment par l’argent de Berezovsky. Cette subversion ukrainienne va inspirer directement le régime russe, qui va tenter de se mettre dans la poche tout ce que la Russie compte de marginaux et de subversifs, des bikers aux communistes en passant par l’extrême-droite, afin de maîtriser le mouvement. Baranov reçoit dans son bureau du Kremlin un certain Zaldostanov, chef d’un gang de motards. Baranov le met rapidement au service du pouvoir, grâce à une observation politique froide et clinique : "J’ai pu constater à plusieurs reprises que les rebelles les plus féroces sont parmi les sujets les plus sensibles à la pompe du pouvoir. Et plus ils grognent quand ils sont devant la porte, plus ils glapissent de joie une fois passé le seuil. Contrairement aux notables, qui cachent parfois des pulsions anarchiques sous l’habitude des dorures, les rebelles sont immanquablement éblouis comme les animaux sauvages face aux phares des routiers".

Porté par son écriture mais aussi par l’actualité, le livre connait un grand succès et a fait l’objet de plusieurs tirages depuis sa sortie. Un livre que l’auteur n’écrirait peut-être plus aujourd’hui. En décembre dernier, dans l’Express, il confiait : "il y a quelques années, Vladislav Sourkov m’apparaissait comme un personnage romanesque. C’était déjà un "méchant", mais il était aussi féru de théâtre d’avant-garde et présentait un profil atypique pour un homme de pouvoir. J’ai écrit Le Mage du Kremlin dans un autre contexte. Aujourd’hui, avec la guerre en Ukraine, je n’en aurais plus envie… 

 

Auteur: Magellan Frédéric

Info: Causeur.fr, 20 février 2023. Giuliano Da Empoli n’écrirait plus “Le mage du Kremlin”, aujourd’hui

[ littérature ]

chimiosynthèse

Les cellules souterraines produisent de l'« oxygène sombre » sans lumière

Dans certaines profondes nappes souterraines, les cellules disposent d’une astuce chimique pour produire de l’oxygène qui pourrait alimenter des écosystèmes souterrains entiers.

(Photo - Dans un monde ensoleillé, la photosynthèse fournit l’oxygène indispensable à la vie. Au fond des profondeurs, la vie trouve un autre chemin.)

Les scientifiques se sont rendu compte que le sol et les roches sous nos pieds abritent une vaste biosphère dont le volume global est près de deux fois supérieur à celui de tous les océans de la planète. On sait peu de choses sur ces organismes souterrains, qui représentent l’essentiel de la masse microbienne de la planète et dont la diversité pourrait dépasser celle des formes de vie vivant en surface. Leur existence s’accompagne d’une grande énigme : les chercheurs ont souvent supposé que bon nombre de ces royaumes souterrains étaient des zones mortes pauvres en oxygène, habitées uniquement par des microbes primitifs qui maintiennent leur métabolisme au ralenti et se débrouillent grâce aux traces de nutriments. À mesure que ces ressources s’épuisent, pensait-on, l’environnement souterrain devient sans vie à mesure que l’on s’enfonce.

Dans une nouvelle recherche publiée le mois dernier dans Nature Communications , les chercheurs ont présenté des preuves qui remettent en question ces hypothèses. Dans des réservoirs d'eau souterraine situés à 200 mètres sous les champs de combustibles fossiles de l'Alberta, au Canada, ils ont découvert des microbes abondants qui produisent des quantités étonnamment importantes d'oxygène, même en l'absence de lumière. Les microbes génèrent et libèrent tellement de ce que les chercheurs appellent " l'oxygène noir " que c'est comme découvrir " le même quantité d'oxygène que celle  issue de la photosynthèse dans la forêt amazonienne ", a déclaré Karen Lloyd , microbiologiste souterrain à l'Université du Tennessee qui n'était pas partie de l’étude. La quantité de gaz diffusé hors des cellules est si grande qu’elle semble créer des conditions favorables à une vie dépendante de l’oxygène dans les eaux souterraines et les strates environnantes.

"Il s'agit d'une étude historique", a déclaré Barbara Sherwood Lollar , géochimiste à l'Université de Toronto qui n'a pas participé aux travaux. Les recherches antérieures ont souvent porté sur les mécanismes susceptibles de produire de l'hydrogène et d'autres molécules vitales pour la vie souterraine, mais cette création de molécules contenant de l'oxygène a été largement négligée car ces molécules sont très rapidement consommées dans l'environnement souterrain. Jusqu’à présent, " aucune étude n’a rassemblé tout cela comme celle-ci ", a-t-elle déclaré.

La nouvelle étude a porté sur les aquifères profonds de la province canadienne de l’Alberta, qui possède des gisements souterrains si riches en goudron, en sables bitumineux et en hydrocarbures qu’elle a été surnommée " le Texas du Canada ". Parce que ses énormes industries d'élevage de bétail et d'agriculture dépendent fortement des eaux souterraines, le gouvernement provincial surveille activement l'acidité et la composition chimique de l'eau. Pourtant, personne n’avait étudié systématiquement la microbiologie des eaux souterraines.

Pour Emil Ruff , mener une telle enquête semblait être " une solution facile " en 2015 lorsqu'il a commencé son stage postdoctoral en microbiologie à l'Université de Calgary. Il ne savait pas que cette étude apparemment simple le mettrait à rude épreuve pendant les six prochaines années.

Profondeurs encombrées

Après avoir collecté l'eau souterraine de 95 puits à travers l'Alberta, Ruff et ses collègues ont commencé à faire de la microscopie de base : ils ont coloré des cellules microbiennes dans des échantillons d'eau souterraine avec un colorant à base d'acide nucléique et ont utilisé un microscope à fluorescence pour les compter. En radiodatant la matière organique présente dans les échantillons et en vérifiant les profondeurs auxquelles ils avaient été collectés, les chercheurs ont pu identifier l'âge des aquifères souterrains qu'ils exploitaient.

Une tendance dans les chiffres les intriguait. Habituellement, lors d'études sur les sédiments sous le fond marin, par exemple, les scientifiques constatent que le nombre de cellules microbiennes diminue avec la profondeur : les échantillons plus anciens et plus profonds ne peuvent pas abriter autant de vie car ils sont davantage privés des nutriments produits par les plantes photosynthétiques. et des algues près de la surface. Mais à la surprise de l'équipe de Ruff, les eaux souterraines plus anciennes et plus profondes contenaient plus de cellules que les eaux plus douces.

Les chercheurs ont ensuite commencé à identifier les microbes présents dans les échantillons, à l’aide d’outils moléculaires pour repérer leurs gènes marqueurs révélateurs. Beaucoup d’entre eux étaient des archées méthanogènes – des microbes simples et unicellulaires qui produisent du méthane après avoir consommé de l’hydrogène et du carbone suintant des roches ou de la matière organique en décomposition. De nombreuses bactéries se nourrissant du méthane ou des minéraux présents dans l’eau étaient également présentes.

Ce qui n'avait aucun sens, cependant, c'est que bon nombre de bactéries étaient des aérobies, des microbes qui ont besoin d'oxygène pour digérer le méthane et d'autres composés. Comment les aérobies pourraient-ils prospérer dans des eaux souterraines qui ne devraient pas contenir d’oxygène, puisque la photosynthèse est impossible ? Mais les analyses chimiques ont également révélé une grande quantité d’oxygène dissous dans les échantillons d’eau souterraine de 200 mètres de profondeur.

C'était du jamais vu. "On a sûrement foiré l'échantillon", fut la première réaction de Ruff.

Il a d’abord tenté de montrer que l’oxygène dissous dans les échantillons était le résultat d’une mauvaise manipulation. "C'est comme être Sherlock Holmes", a déclaré Ruff. " Vous essayez de trouver des preuves et des indications " pour réfuter vos hypothèses. Cependant, la teneur en oxygène dissous semblait constante sur des centaines d’échantillons. Une mauvaise manipulation ne pouvait pas l'expliquer.

Si l’oxygène dissous ne provenait pas d’une contamination, d’où venait-il ? Ruff s'est rendu compte qu'il près de quelque chose de grand, même si faire des affirmations controversées va à l'encontre de sa nature. Beaucoup de ses co-auteurs avaient également des doutes : cette découverte menaçait de briser les fondements de notre compréhension des écosystèmes souterrains.

Produire de l'oxygène pour tout le monde

En théorie, l’oxygène dissous dans les eaux souterraines pourrait provenir de plantes, de microbes ou de processus géologiques. Pour trouver la réponse, les chercheurs se sont tournés vers la spectrométrie de masse, une technique permettant de mesurer la masse des isotopes atomiques. En règle générale, les atomes d’oxygène provenant de sources géologiques sont plus lourds que l’oxygène provenant de sources biologiques. L’oxygène présent dans les eaux souterraines était léger, ce qui impliquait qu’il devait provenir d’une entité vivante. Les candidats les plus plausibles étaient les microbes.

Les chercheurs ont séquencé les génomes de l’ensemble de la communauté microbienne présente dans les eaux souterraines et ont repéré les voies et réactions biochimiques les plus susceptibles de produire de l’oxygène. Les réponses pointaient sans cesse vers une découverte faite il y a plus de dix ans par Marc Strous de l'Université de Calgary, auteur principal de la nouvelle étude et chef du laboratoire où travaillait Ruff.

Alors qu'il travaillait dans un laboratoire aux Pays-Bas à la fin des années 2000, Strous avait remarqué qu'un type de bactérie se nourrissant de méthane, souvent présente dans les sédiments des lacs et les boues d'épuration, avait un mode de vie étrange. Au lieu d'absorber l'oxygène de son environnement comme les autres aérobies, ces bactéries créent leur propre oxygène en utilisant des enzymes pour décomposer les composés solubles appelés nitrites (qui contiennent un groupe chimique composé d'azote et de deux atomes d'oxygène). Les bactéries utilisent l’oxygène auto-généré pour transformer le méthane en énergie.

Lorsque les microbes décomposent les composés de cette façon, on parle de dismutation. Jusqu’à présent, on pensait que cette méthode de production d’oxygène était rare dans la nature. Des expériences récentes en laboratoire impliquant des communautés microbiennes artificielles ont cependant révélé que l'oxygène produit par la dismutation peut s'échapper des cellules et se répandre dans le milieu environnant au profit d'autres organismes dépendants de l'oxygène, dans une sorte de processus symbiotique. Ruff pense que cela pourrait permettre à des communautés entières de microbes aérobies de prospérer dans les eaux souterraines, et potentiellement également dans les sols environnants.

Chimie pour la vie ailleurs

Cette découverte comble une lacune cruciale dans notre compréhension de l’évolution de l’immense biosphère souterraine et de la manière dont la dismutation contribue au cycle des composés se déplaçant dans l’environnement mondial. La simple possibilité que de l'oxygène soit présent dans les eaux souterraines " change notre compréhension du passé, du présent et de l'avenir du sous-sol ", a déclaré Ruff, qui est maintenant scientifique adjoint au Laboratoire de biologie marine de Woods Hole, Massachusetts.

Comprendre ce qui vit dans le sous-sol de notre planète est également " crucial pour transposer ces connaissances ailleurs ", a déclaré Sherwood Lollar. Le sol de Mars, par exemple, contient des composés perchlorates que certains microbes terrestres peuvent transformer en chlorure et en oxygène. Europe, la lune de Jupiter, possède un océan profond et gelé ; la lumière du soleil ne peut pas y pénétrer, mais l'oxygène pourrait potentiellement y être produit par dismutation microbienne au lieu de la photosynthèse. Les scientifiques ont observé des panaches de vapeur d’eau jaillissant de la surface d’Encelade, l’une des lunes de Saturne. Les panaches proviennent probablement d’un océan souterrain d’eau liquide. Si un jour nous trouvons de la vie sur d’autres mondes comme ceux-là, elle pourrait emprunter des voies de dismutation pour survivre.

Quelle que soit l'importance de la dismutation ailleurs dans l'univers, Lloyd est étonné de voir à quel point les nouvelles découvertes défient les idées préconçues sur les besoins de la vie et par l'ignorance scientifique qu'elles révèlent sur l'une des plus grandes biosphères de la planète. " C'est comme si nous avions toujours eu un œuf sur le visage ", a-t-elle déclaré.

Auteur: Internet

Info: https://www.quantamagazine.org/, Saugat Bolakhé, juillet 2023

[ perspectives extraterrestres ]