Aux confins de la vie sur Terre

Par Katherine Gombay, McGill Salle de Presse

L’incapacité de trouver des microbes actifs dans les sols les plus froids de l’Antarctique éveille des doutes quant à la présence de vie sur Mars

Après avoir épuisé plus de 1000 boîtes de Petri, Jackie Goordial a dû se rendre à l’évidence et accepter ce qu’elle voyait. Ou plutôt, ce qu’elle ne voyait pas. Jackie Goordial, boursière postdoctorale au Département des sciences des ressources naturelles de l’Université McGill, cherche depuis maintenant quatre ans des signes de vie microbienne active dans du pergélisol provenant de l’un des lieux les plus froids, anciens et arides de la Terre : University Valley. Cette région, située en altitude dans les vallées sèches de McMurdo, en Antarctique, est soumise depuis plus de 150 000 ans à des conditions de froid et de sécheresse extrêmes. Si les scientifiques tentent d’y trouver de la vie, c’est qu’ils pensent que le pergélisol terrestre de cette région est celui qui ressemble le plus au pergélisol de la calotte polaire de Mars, là où s’est posée la sonde Phoenix. 

À University Valley, région située en altitude dans les vallées sèches de McMurdo, en Antarctique, une couche de pergélisol sec recouvre une autre couche de pergélisol, celle-là riche en glace. Cette glace n’est pas formée à partir d’eau liquide, mais bien de vapeur d’eau. L’absence d’eau liquide diminue la probabilité de vie dans le sol. (Source : Jackie Goordial)

« J’essaie de lui remonter le moral en lui disant que de ne trouver aucun signe de vie, c’est important aussi, dit le professeur Lyle Whyte, superviseur de M^me Goordial. Au début de l’étude, nous étions certains de découvrir un écosystème microbien fonctionnel et viable dans le pergélisol de University Valley. Après tout, nous en avons trouvé dans le pergélisol de l’Arctique et de l’Antarctique, y compris dans des régions antarctiques situées à moindre altitude. Et nous ne sommes pas les seuls! Nous avons tous les deux du mal à croire que nous pourrions être parvenus à un niveau de froid et d’aridité où même la vie microbienne active serait impossible. »

Au cours de l’été antarctique de 2013, lors du prélèvement des échantillons testés sur place puis en laboratoire, la température moyenne de l’air pendant la journée s’est élevée à – 14 °C et n’a jamais dépassé la barre des 0 °C, compliquant les opérations de forage. (Photo : Jackie Goordial)

À la recherche de microbes en Antarctique

Les chercheurs se sont rendus à University Valley dans le cadre du programme ASTEP (Astrobiology Science and Technology for Exploring Planets) de la NASA pour tester la tarière IceBite, instrument conçu pour les forages dans le pergélisol martien. L’équipe de McGill a analysé les échantillons de pergélisol provenant de deux trous de forage d’une profondeur de 42 cm et 55 cm, respectivement. Ça semble peu, mais le prélèvement d’échantillons par forage dans le pergélisol n’est pas chose simple.

« Lorsqu’on perce un sol qui contient de la glace, la friction fait fondre la glace. Si on a le malheur de cesser de forer, le trou regèle en quelques secondes, et la mèche reste prise dans le trou, explique le P^r Whyte. J’ai déjà perdu une mèche de cette façon en Arctique. »

Denis Lacelle de l’Université d’Ottawa (à gauche) et Alfonso Davila de la NASA et de l’Institut SETI (à droite) forent le sol gelé de University Valley à l’aide d’une tarière motorisée pour y prélever une carotte. (Source : Chris McKay, NASA)

« À la lumière des études antérieures menées à plus basse altitude, dans les vallées sèches de l’Antarctique et dans les lacs sous-glaciaires, nous avions l’impression que les régions froides abritaient une vie microbienne d’une grande richesse. Mais finalement, c’est la planète Mars!, s’exclame Chris McKay, du Centre de recherche Ames de la NASA. Le sol de University Valley est le plus froid et le plus aride de la Terre. Et la vie a manifestement beaucoup de mal à y trouver son chemin. Cet endroit, c’est ni plus ni moins que l’antichambre de Mars, et l’absence de signe de vie est un constat de toute première importance pour les chercheurs en astrobiologie de la NASA. », poursuit-il.

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Tous les tests sont négatifs

L’équipe a réalisé une panoplie de tests, certains sur place (qui ont révélé l’absence de dioxyde de carbone ou de méthane –  gaz utilisé par tout organisme vivant – dans le sol) et d’autres, dans le laboratoire de McGill, à Montréal. Les chercheurs ont fait faire des tests d’ADN sur des échantillons de sol dans l’espoir d’y trouver des gènes de microbes et de champignons. Ils ont tenté de stimuler la croissance microbienne dans de nombreux milieux de culture pour ensuite compter les cellules produites et, enfin, ils ont réalisé des épreuves de radiorespiration ultrasensibles. Ce dernier test consiste à enrichir le sol d’une nourriture marquée au carbone‑14; si des micro-organismes actifs s’y trouvent, ils consommeront cette nourriture et seront dès lors détectables.

Ces tests n’ont révélé aucun signe de vie active.

« Nous n’avons pas pu déceler d’activité microbienne dans ces échantillons, indique le P^r Whyte. Les traces à peine perceptibles de vie microbienne présentes dans ces échantillons sont, selon toute vraisemblance, les vestiges de microbes en dormance ou qui s’éteignent lentement. Vu l’aridité et les températures inférieures au point de congélation qui sévissent en permanence dans ces contrées, et étant donné l’absence d’eau, même en été, je vois mal comment des colonies microbiennes pourraient se développer dans le sol. »

Et M^me Goordial d’ajouter : « Nous ne savons pas s’il y a dans ce pergélisol une activité qui serait indécelable à l’aide du matériel actuel. Tout ce que nous pouvons dire avec certitude après avoir utilisé toutes les méthodes à notre disposition, c’est que ces échantillons se distinguent de tous les pergélisols trouvés jusqu’à maintenant sur Terre. » 

Travailler dans l’ Antarctique représente un véritable défi pour les chercheurs. Tout leur matériel doit être transporté par hélicoptère. Crédit - Jackie Goordial

Et qu’en est-il de la vie sur Mars?

« Si la vie microbienne active est impossible à cause du froid et de l’aridité extrêmes de ce climat terrestre analogue au climat martien, il est peu probable qu’on trouve de la vie dans la couche située près du plafond du pergélisol, les conditions étant encore plus rigoureuses sur Mars, explique le P^r Whyte. Qui plus est, si on ne détecte aucun signe de vie sur Terre, dans un milieu qui foisonne de micro-organismes, il est fortement improbable qu’on parvienne à en détecter dans le sol martien. »

Mais voyons le bon côté des choses. Selon les chercheurs, ces résultats donnent à penser que si un microorganisme terrestre était transporté par erreur sur Mars, il ne survivrait probablement pas. Voilà qui est rassurant dans une optique de protection de la planète rouge.

Cette étude a été financée par le Programme ASTEP de la NASA, le Programme de subventions à la découverte du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG) ainsi que le Programme de formation en astrobiologie canadienne du Programme FONCER du CRSNG.

L’article « Nearing the cold-arid limits of microbial life in permafrost of an upper dry valley, Antarctica », par Jacqueline Goordial et coll., a été publié dans The ISME Journal : DOI: 10.1038/ismej.2015.239.

Les experts ci-après peuvent commenter l’étude:

Corien Bakermans, Dept. of Microbiology, Pennsylvania State University
cub21 [at] psu.edu

Alberto G. Fairen, Dept. of Planetology and Habitability, Centro de Astrobiologia (NASA Astrobiology Institute associate), Visiting Scientist at the Department of Astronomy, Cornell University
agfairen [at] cab.inta-csic.es

Victor Parro, Dept. of Planetology and Habitability Centro de Astrobiologia
(NASA Astrobiology Institute associate)
​parrogv [at] cab.inta-csic.es