Y a-t-il de la vie sur Mars? S'il est là, c'est probablement microscopique et vraiment difficile; capable de supporter les températures froides, les basses pressions et très peu d'eau. Ces microbes élargissent la gamme des habitats qui pourraient soutenir la vie dans notre système solaire et fourniront aux scientifiques de nouvelles caractéristiques à rechercher lors de l'exploration de la planète rouge.
Selon une équipe de recherche d'astronomes et de microbiologistes, une classe de microbes particulièrement robustes qui vivent dans certains des environnements terrestres les plus difficiles pourrait prospérer sur Mars froid et d'autres planètes froides.
Dans une étude en laboratoire de deux ans, les chercheurs ont découvert que certains micro-organismes adaptés au froid ont non seulement survécu mais se sont reproduits à 30 degrés Fahrenheit, juste en dessous du point de congélation de l'eau. Les microbes ont également développé un mécanisme de défense qui les a protégés des températures froides. Les chercheurs sont membres d'une collaboration unique d'astronomes du Space Telescope Science Institute et de microbiologistes du Center of Marine Biotechnology Institute de l'Université du Maryland à Baltimore, Md. Leurs résultats figurent sur le site Web de l'International Journal of Astrobiology.
«La limite de température basse pour la vie est particulièrement importante car, dans le système solaire comme dans la galaxie de la Voie lactée, les environnements froids sont beaucoup plus courants que les environnements chauds», a déclaré Neill Reid, astronome au Space Telescope Science Institute et chef de file du l'équipe de recherche. «Nos résultats montrent que les températures les plus basses auxquelles ces organismes peuvent prospérer se situent dans la plage de températures connue sur Mars actuel, et pourraient permettre la survie et la croissance, en particulier sous la surface de Mars. Cela pourrait étendre le domaine de la zone habitable, la zone où la vie pourrait exister, à des planètes plus froides semblables à Mars. »
La plupart des étoiles de notre galaxie sont plus froides que notre Soleil. La zone autour de ces étoiles qui convient aux températures semblables à la Terre serait plus petite et plus étroite que la zone dite habitable autour de notre Soleil. Par conséquent, la majorité des planètes seraient probablement plus froides que la Terre.
Dans leur étude de deux ans, les scientifiques ont testé les limites de température les plus froides pour deux types d'organismes unicellulaires: les halophiles et les méthanogènes. Ils font partie d'un groupe de microbes appelés collectivement extrémophiles, ainsi nommés parce qu'ils vivent dans des sources chaudes, des champs acides, des lacs salés et des calottes polaires dans des conditions qui tueraient les humains, les animaux et les plantes. Les halophiles prospèrent dans l'eau salée, comme le Grand Lac Salé, et disposent de systèmes de réparation de l'ADN pour les protéger des doses de rayonnement extrêmement élevées. Les méthanogènes sont capables de croître sur des composés simples comme l'hydrogène et le dioxyde de carbone pour l'énergie et peuvent transformer leurs déchets en méthane.
Les halophiles et méthanogènes utilisés dans les expériences proviennent des lacs antarctiques. En laboratoire, les halophiles ont affiché une croissance significative à 30 degrés Fahrenheit (moins 1 degré Celsius). Les méthanogènes étaient actifs à 28 degrés Fahrenheit (moins 2 degrés Celsius).
«Nous avons étendu les limites de température inférieures pour ces espèces de plusieurs degrés», a déclaré Shiladitya DasSarma, professeur et chef de l'équipe du Center of Marine Biotechnology, University of Maryland Biotechnology Institute. «Nous avions un temps limité pour cultiver les organismes en culture, de l'ordre de plusieurs mois. Si nous pouvions prolonger le temps de croissance, je pense que nous pourrions abaisser les températures auxquelles ils peuvent survivre encore plus. La culture de saumure dans laquelle ils poussent en laboratoire peut rester sous forme liquide à moins 18 degrés Fahrenheit (moins 28 degrés Celsius), donc le potentiel est là pour des températures de croissance nettement plus basses.
Les scientifiques ont également été surpris de constater que les halophiles et les méthanogènes se protégeaient des températures glaciales. Certaines bactéries arctiques ont un comportement similaire.
«Ces organismes sont très adaptables et, à basses températures, ils ont formé des agrégats cellulaires», a expliqué DasSarma. «Ce fut un résultat frappant, qui suggère que les cellules peuvent« coller ensemble »lorsque les températures deviennent trop froides pour la croissance, offrant des moyens de survie en tant que population. Il s'agit de la première détection de ce phénomène chez les espèces d'extrémophiles antarctiques par temps froid. »
Les scientifiques ont sélectionné ces extrémophiles pour l'étude en laboratoire car ils sont potentiellement pertinents pour la vie sur Mars froid et sec. Les halophiles pourraient prospérer dans l'eau salée sous la surface de Mars, qui peut rester liquide à des températures bien inférieures à 32 degrés Fahrenheit (0 degré Celsius). Les méthanogènes pourraient survivre sur une planète sans oxygène, comme Mars. En fait, certains scientifiques ont proposé que les méthanogènes produisent le méthane détecté dans l'atmosphère de Mars.
"Cette découverte démontre que des études scientifiques rigoureuses sur les extrémophiles connus sur Terre peuvent fournir des indices sur la façon dont la vie peut survivre ailleurs dans l'univers", a déclaré DasSarma.
Les chercheurs prévoient ensuite de cartographier le plan génétique complet pour chaque extrémophile. En inventoriant tous les gènes, les scientifiques seront en mesure de déterminer les fonctions de chaque gène, comme repérer les gènes qui protègent un organisme du froid.
De nombreux extrémophiles sont des reliques évolutionnaires appelées Archaea, qui pourraient avoir été parmi les premiers homesteaders sur Terre il y a 3,5 milliards d'années. Ces extrémophiles robustes peuvent survivre dans de nombreux endroits de l'univers, y compris dans les quelque 200 mondes autour des étoiles en dehors de notre système solaire que les astronomes ont trouvés au cours de la dernière décennie. Ces planètes se trouvent dans un large éventail d'environnements, des soi-disant «Jupiters chauds», qui orbitent près de leurs étoiles et où les températures dépassent 1800 degrés Fahrenheit (1000 degrés Celsius), aux géantes gazeuses sur des orbites de type Jupiter, où les températures sont environ moins 238 degrés Fahrenheit (moins 150 degrés Celsius).
La découverte de planètes avec d'énormes disparités de température amène les scientifiques à se demander quels environnements pourraient être accueillants pour la vie. Un facteur clé de la survie d'un organisme est de déterminer les limites de température supérieures et inférieures auxquelles il peut vivre.
Bien que les conditions météorologiques martiennes soient extrêmes, la planète partage certaines similitudes avec les régions froides les plus extrêmes de la Terre, comme l'Antarctique. Longtemps considérées comme essentiellement stériles, des recherches récentes sur les environnements antarctiques ont révélé une activité microbienne considérable. «Les archées et les bactéries qui se sont adaptées à ces conditions extrêmes sont parmi les meilleurs candidats pour les analogues terrestres d'une vie extraterrestre potentielle; La compréhension de leur stratégie d'adaptation et de ses limites fournira un aperçu plus approfondi des contraintes fondamentales sur la gamme des environnements hospitaliers », a déclaré DasSarma.
La recherche de l’équipe a été financée par des subventions du directeur du Fonds de recherche discrétionnaire du Space Telescope Science Institute, de la National Science Foundation et de l’Australian Research Council.
Le Space Telescope Science Institute est exploité pour la NASA par l'Association of Universities for Research in Astronomy, Inc., Washington.
L'un des cinq centres formant l'Institut de biotechnologie de l'Université du Maryland (UMBI), le Center of Marine Biotechnology, situé dans le port intérieur de Baltimore, emploie des chercheurs qui utilisent les outils de la biologie et de la biotechnologie modernes pour étudier, protéger et améliorer les ressources marines et estuariennes.
Avec des centres de recherche à Baltimore, Rockville et College Park, l'Institut de biotechnologie de l'Université du Maryland est le plus récent des 13 établissements formant le système universitaire du Maryland. L'UMBI compte 85 professeurs classés en échelle et un budget 2006 de 60 millions de dollars. Célébrant la 20e année de service de l'institution au Maryland et dans le monde, l'UMBI est dirigée par le microbiologiste et ancien directeur de la biotechnologie, le Dr Jennie C. Hunter-Cevera. Pour plus d'informations, visitez http://www.umbi.umd.edu.
Source d'origine: Communiqué de presse Hubble
