Sources hydrothermales : un nouveau regard sur le soufre
Les microorganismes produisent de l’énergie dans les sources hydrothermales grâce à des séries de réactions biochimiques appelées métabolismes. On retrouve parmi eux la mystérieuse dismutation du soufre, où un composé soufré est à la fois oxydé et réduit.
Spécialiste des métabolismes microbiens des milieux extrêmes, Karine Alain est directrice de recherche CNRS et dirige l’Équipe mixte de recherche (EMR) Biologie interactions et adaptations des organismes en milieu extrême1. Elle travaille sur les microorganismes, comme les bactéries et les archées, dans les sources hydrothermales sous-marines, mais aussi terrestres, comme sur l’île de Saint-Paul et aux Kerguelen, et lacustres comme en Islande.
Ces sources abritent différents métabolismes microbiens, c’est-à-dire des chaînes de réactions chimiques mises en œuvre par les microorganismes pour en tirer de l’énergie. Parmi ces réactions, on retrouve parfois des dismutations, dans lesquelles une même espèce chimique est à la fois oxydée et réduite. C’est une des manières dont le soufre, omniprésent dans les environnements hydrothermaux, est utilisé par les microorganismes pour produire de l’énergie.
Un sujet qui revient à la surface
« Je me suis beaucoup intéressée à la dismutation microbienne anaérobie du soufre, confirme Karine Alain. Elle est moins bien connue que les autres voies métaboliques du soufre : elle a été étudiée dans les années 80, puis a perdu en intérêt. La dismutation du soufre permet pourtant de produire de l’énergie à partir d’une seule molécule, ensuite réduite et oxydée, alors qu’il en faut d’habitude deux différentes. Cela se fait, entre autres, avec du soufre élémentaire, du thiosulfate ou du sulfite, mais ces voies métaboliques ne sont pas encore totalement résolues. »
La chercheuse veut donc les élucider, tout en identifiant les espèces qui y ont recours et tenter de savoir quand ce métabolisme est apparu sur Terre. La dismutation du soufre a également des liens avec d’autres cycles biogéochimiques, comme celui du fer et, par extension, la formation de la pyrite, un minéral clé qui permet justement de dater l’émergence de différents métabolismes microbiens, notamment grâce à l’étude de ses isotopes de soufre.
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BIOMEX, CNRS/IFREMER/Univ. Bretagne Occidentale EPE