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La présence de la vie microbienne dans la stratosphère de la Terre, ouvre non seulement un nouvel espace pour étudier les extrémophiles, mais augmente également la gamme des environnements possibles dans lesquels, nous pouvons trouver la vie sur d’autres planètes. La stratosphère est la zone atmosphérique qui se trouve directement au-dessus de la troposphère où nous vivons, mais c’est surtout un mystère quand il s’agit de la vie qui existe dans ce lieu hostile.

La vie stratosphérique

Vous ne le réalisez peut-être pas lorsque vous regardez par une fenêtre d’avion, mais il y a toutes sortes de micro-organismes, selon Shiladitya DasSarma, qui est un microbiologiste à l’Université du Maryland School of Medicine et un coauteur d’une nouvelle étude, qui est publiée dans la revue Current Opinion in Microbiology.

«En général, les gens ne pensent pas que les microbes sont en suspension dans l’air», a-t-il déclaré à Astrobiology Magazine. « Mais il y a un dicton en microbiologie qui affirme que tout est partout. »

Cependant, il y a «très peu d’études à l’heure actuelle» qui s’intéressent au biome atmosphérique. Une partie du problème est qu’il y a une faible densité de cellules dans un grand volume d’air. Mais quand on le regarde globalement, les chiffres sont significatifs: 1021, est l’estimation actuelle du nombre de cellules soulevées annuellement dans l’atmosphère.

Pourtant, l’espace est vaste: « quand vous parlez de l’atmosphère entière d’une planète, comment faites-vous une enquête de cela? » », a demandé Priya DasSarma, un chercheur également de l’Université du Maryland et auteur principal de l’étude. Elle a suggéré que cela devrait être un exercice communautaire avec un long délai, qui aboutirait finalement à ce qu’elle appelle un «Atlas des microbes stratosphériques».

«Un tel programme serait incroyablement productif et intéressant», a-t-elle expliqué, non seulement pour ce qu’elle pourrait nous apprendre sur la vie sur Terre, mais aussi sur la façon dont les cellules pourraient survivre et même s’adapter à la vie sur d’autres planètes. Cela a des implications en matière de protection planétaire et à l’astrobiologie en général.

« Lorsque nous mesurons la réponse de la vie terrestre dans des environnements extrêmes sur Terre, nous pouvons en apprendre davantage sur l’habitabilité à travers le système solaire, et où affiner la recherche de la vie ailleurs », a déclaré David J. Smith, microbiologiste à la Division des Biosciences spatiales. au centre de recherche Ames de la NASA en Californie qui n’était pas impliqué dans cette nouvelle étude.

L’environnement extrême

Les conditions dans la stratosphère sont brutales. C’est un environnement sec, froid, hypobare (c’est-à-dire à basse pression), baigné d’ultraviolets, c’est pourquoi il sert d’analogue approprié à d’autres mondes avec des conditions similaires.

« Les températures, les UV et la sécheresse sont similaires à Mars, c’est donc un excellent modèle », a déclaré Shiladitya DasSarma. Néanmoins, la vie persiste au-dessus de la Terre. Les bactéries et les champignons périssent généralement dans ce type d’environnement, mais ceux qui survivent le font via quelques stratégies. Par exemple, la formation de spores est un moyen éprouvé de protéger le matériel génétique.

Pourtant, même les extrémophiles non sporulés ont des mécanismes pour se protéger. « Il existe une grande variété de mécanismes de survie », a déclaré Shiladitya DasSarma. «Pour les UV, certains extrémophiles ont des mécanismes de réparation des dommages de leur ADN, d’autres ont des méthodes plus paisibles, comme les halophiles extrêmes, qui peuvent survivre dans des situations d’eau très basse, car leurs protéines sont conçues pour retenir une petite quantité d’eau.

Ne pas contaminer d’autres mondes

Si la vie peut survivre aux conditions de la stratosphère, peut-être que la vie peut aussi survivre dans l’espace. Quand il s’agit de microbes faisant de l’auto-stop sur les vaisseaux interplanétaires, il est de plus en plus important de savoir lesquelles – archaea ou champignons – peuvent survivre. Mais des études sur la stratosphère nous apprennent également que les températures froides, les rayons UV et d’autres facteurs peuvent affecter les cellules.

Actuellement, les agences spatiales, y compris la NASA, ont pour mandat de ne pas exposer d’autres planètes à la microfaune terrestre, de sorte que des précautions sont prises avant le lancement des atterrisseurs. Dans la plupart des cas, il n’y aura probablement pas beaucoup de choses qui resteront en vie après qu’un engin spatial a été trempé dans les rayons cosmiques. Cependant, nous savons par expérience, comment les espèces envahissantes sur Terre peuvent être tenaces – c’est la raison pour laquelle la vie est «partout» sur Terre.

« Nous savons que Mars est une planète poussiéreuse, et les vaisseaux spatiaux recouverts de poussière pourraient faire de l’ombre à certains auto-stoppeurs microbiens », a déclaré Smith, qui a publié un article en 2017 examinant cette idée. « De plus, une partie de la biocharge (la quantité de microbes qui survit sur les engins spatiaux) est enfoncée profondément dans la quincaillerie de l’engin spatial où ils sont protégés contre les radiations, réduisant considérablement ou éliminant complètement les effets des UV. »

Avec une protection minimale, les microbes pourraient utiliser les mêmes stratégies qui leur permettraient de survivre dans la stratosphère – comme la réparation de l’ADN des dommages causés par les UV ou le stockage de l’eau – pour rester en vie loin de la Terre.

Il est important de garder à l’esprit que survivre ne signifie pas forcément prospérer. Ce n’est pas parce qu’un organisme atteint Mars, par exemple, qu’il sera viable et qu’il se reproduira. C’est la raison pour laquelle en savoir plus sur les extrémophiles, en particulier ceux dans la stratosphère de la Terre, est la clé pour de futures recherches de formes de vie dans l’Univers.

Des partenaires importantes

À l’inverse, il est possible que certains de ces micro-organismes se développent, car de bonnes bactéries seront des partenaires importantes pour nous, lorsque nous établirons des colonies humaines sur d’autres planètes.

« Si nous voulons aller sur Mars et l’habiter, nous allons devoir apporter avec nous tous les microbes et les macrobes (c’est-à-dire les grandes formes de vie) dont nous avons besoin pour survivre », a déclaré Priya DasSarma. « Mais nous ne voulons pas apporter quelque chose qui contaminerait ou détruirait l’environnement que nous irions explorer. »

Savoir comment et pourquoi les organismes persistent dans la stratosphère au-dessus de la Terre, sera important quand il s’agira de protéger les planètes que nous explorons à court terme. Pendant ce temps, en regardant plus loin dans le futur, ces mêmes formes de vie extrêmes pourraient éventuellement nous aider à survivre sur d’autres mondes alors que nous nous étendons dans la galaxie.

Cette étude a été soutenue par la NASA Astrobiology via son Exobiology Program.

Source : Space