Les scientifiques découvrent que des milliers de nouvelles espèces microbiennes prospèrent dans la tranchée de Mariana

Un humain ne peut pas survivre dans la tranchée de Mariana sans protection. Au plus profond, la tranchée plonge à 35 000 pieds sous la surface de l’océan Pacifique jusqu’à une région régnée par la pression d’écrasement et l’obscurité.

Pourtant, la vie trouve en quelque sorte un moyen. Le Snailfish hadalavec des nageoires délicates et un corps translucide, parcourt les eaux sombres et glaciales. Des créatures géantes en forme de crevettes jusqu’à un pied de long débris tombé en flèche, y compris bois et plastiqueet anguilles transparentes avec des têtes en forme de poisson chasse les proies. Un tapis de bactéries décompose les créatures de la mer morte et le plancton pour recycler les nutriments.

Nous avons seulement gratté la surface de ce qui prospère dans les régions les plus profondes de l’océan. Mais un grand projet a maintenant ajouté plus de 6 000 nouveaux microbes au décompte des espèces en haute mer.

Appelé le Mariana Trench Trench Environment and Ecology Research Projectou Meer pour faire court, une équipe de scientifiques a collecté des sédiments dans la zone Hadal – la partie la plus profonde de l’océan – dans le Tranchée de Mariana et deux autres domaines. L’enquête a révélé des milliers de nouvelles espèces et deux adaptations permettant aux microbes de prospérer sous une pression intense.

Une autre équipe assemblé les génomes de 11 poissons profonds et trouvé un gène muté qui pourrait stimuler leur capacité à survivre. Séquençant le génome d’une créature géante en forme de crevettes bactéries suggérées stimulant son métabolisme pour s’adapter aux environnements à haute pression.

L’étude de ces mystérieuses espèces pourrait produire de nouveaux médicaments pour lutter contre les infections, l’inflammation ou même le cancer. Ils montrent comment les créatures s’adaptent aux environnements extrêmes, qui pourraient être utiles pour Protéines résistantes à la pression ou aux rayonnements d’ingénierie pour exploration spatiale.

«La mer profonde, en particulier les zones hadales, représente certains des environnements les plus extrêmes et les moins explorés de la Terre»,  » a écrit L’auteur de l’étude évite lui et ses collègues de l’Académie chinoise des sciences. Le projet espère «repousser les limites de notre compréhension de la vie» dans ce monde extraterrestre, ajouté Shanshan Liu et son équipe à Recherche BGIdans une étude distincte.

Rencontrez Meer

Les océans couvrent environ 70% de la surface de la Terre. Pourtant, nous en savons très peu sur leurs habitants, surtout au fond de l’océan.

Depuis les années 1960, plusieurs missions – certaines autonomes, d’autres personnes – ont cherché à explorer la partie la plus profonde de l’océan Pacifique, la tranchée de Mariana. Plus de 30 000 pieds de profondeur, il pourrait complètement immerger le mont Everest.

La tranchée est un environnement impitoyable. La pression est supérieure à 1 000 fois supérieure à celle au niveau de la mer, et à Challenger Deep – le point le plus profond navigué à ce jour – la température est juste au-dessus du gel. Le fond marin est enveloppé dans l’obscurité totale.

Pourtant, une descente habitée il y a 65 ans a trouvé du poisson plat et de grandes créatures en forme de crevettes prospérant dans la tranchée – les premiers signes que la vie pourrait survivre dans des environnements aussi extrêmes. Plus récemment, James Cameron, mieux connu pour réaliser des films comme Titanesque, a plongé à près de 36 000 pieds et a pris des images Cela a aidé à identifier encore plus de nouvelles espèces.

Il semble que la mer profonde soit une mine d’espèces extraterrestres à découvrir. Le projet Meer collecte des spécimens des tranchées les plus profondes à travers le monde pour en savoir plus.

Meer s’appuie sur un submersible en haute mer appelée Fendouzhe, ce qui signifie Striver ou Fighter en chinois. Fendouzhe est autopropulsée et peut survivre aux températures de congélation et à une pression énorme. Il contient trois membres d’équipage et a deux bras mécaniques hérissés avec des appareils: cameras, sonars, exercices.

Le submersible a atteint le bas de la tranchée de Mariana en 2020, suivi de missions à la Trench yap et Bassin philippin. Les scientifiques à bord ont rassemblé plus de 1 600 échantillons de sédiments provenant de plusieurs zones de hadal entre 6 et 11 kilomètres, soit environ 4 à 7 miles, sous la mer.

Ajouté à la pression punissante et au manque de lumière, la mer profonde est faible sur les nutriments environnementaux. C’est vraiment «une combinaison unique qui le distingue de tous les autres environnements marins et terrestres», ont écrit les auteurs.

Gènes sous-marins

Les sédiments contiennent un matériel génétique qui survit intact lorsqu’il est ramené à la surface pour analyse.

Une étude a esquissé un paysage de créatures vivantes dans l’océan profond en utilisant une approche appelée Metagénomics. Ici, les scientifiques ont séquencé le matériel génétique de tous les microbes dans un environnement, leur permettant de reconstruire un Vue des oiseaux de l’écologie.

Dans ce cas, la collection est «10 fois plus grande que tous les rapports précédemment», a écrit l’équipe. Plus de 89% des génomes sont entièrement nouveaux, ce qui suggère que la plupart appartiennent à des espèces microbiennes inconnues auparavant vivant dans l’océan profond.

Les échantillons prélevés dans d’autres tranchées ont des profils génétiques variables, suggérant que les microbes ont appris à s’adapter à divers environnements océaniques profonds. Mais ils partagent des changements génétiques similaires. Plusieurs gènes augmentent leur capacité à digérer toluène comme nourriture. Le produit chimique est surtout connu pour la fabrication de peintures, de plastiques, de médicaments et de cosmétiques.

D’autres gènes éliminent les déchets métaboliques appelés espèces réactives de l’oxygène. En grande quantité, ceux-ci endommagent l’ADN et conduisent au vieillissement et à la maladie. Les créatures ont également un système de réparation d’ADN renforcé. Cela pourrait les aider à s’adapter à une pression intense et à des températures glaciales, qui augmentent toutes deux les chances de ces ravages chimiques dommageables.

Superpuissances profondes

Pendant ce temps, d’autres études ont regardé dans la composition génétique des poissons et des créatures en forme de crevettes dans la zone Hadal.

Dans l’un, les scientifiques ont collecté des échantillons en utilisant le Rover submersible et un rover autonome de Fendouzhe, couvrant les emplacements de la tranchée de Mariana à l’océan Indien. L’équipe s’est concentrée sur environ 230 gènes dans les poissons en haute mer qui renforcent la survie sous pression.

La plupart d’entre eux aident à réparer les dommages à l’ADN. D’autres augmentent la fonction musculaire. Étonnamment, les 11 espèces de poissons en haute mer étudiées ont partagé une seule mutation génétique. L’ingénierie de la même mutation dans les cellules cultivées en laboratoire les a aidés à transformer plus efficacement les instructions de l’ADN en ARN – les premières étapes des cellules prennent lors de la fabrication des protéines qui coordonnent nos fonctions corporelles.

Ceci est «susceptible d’être avantageux dans l’environnement en haute mer», a écrit l’équipe.

Les principaux prédateurs dans les profondeurs reposent sur un approvisionnement régulier en proie – principalement, une espèce en forme de crevettes appelée amphipodes. Le séquençage du génome entier de ces créatures a montré que les crevettes prospèrent grâce à diverses bonnes bactéries qui les aident à se défendre contre d’autres espèces bactériennes.

Il existe également d’autres résultats intrigants. Par exemple, alors que la plupart des poissons en haute hauteère ont perdu des gènes associés à la vision, une espèce a montré une activité génétique liée à la vision des couleurs. Ces gènes sont similaires aux nôtres et pourraient potentiellement les laisser voir la couleur même dans l’obscurité totale.

Les scientifiques cherchent toujours dans la base de données MEER. La coalition espère renforcer notre compréhension des formes de vie les plus résilientes sur Terre – et potentiellement inspirer les voyages dans d’autres environnements extrêmes, comme l’espace.