Hypolithes : la vie s'épanouit sous l'eau de Javel

Alors que la plus grande attention est accordée aux sources chaudes, aux geysers, aux fumerolles et aux mares de boue dans les zones hydrothermales de Yellowstone, il y a des leçons juste sous la surface sur la façon dont la vie aurait pu prendre forme sur Terre il y a des milliards d'années.

Yellowstone Caldera Chronicles est une chronique hebdomadaire rédigée par des scientifiques et des collaborateurs de l'Observatoire du volcan Yellowstone. La contribution de cette semaine est du Dr Jeff Havig et du professeur Trinity Hamilton, chercheurs en biologie végétale et microbienne et en sciences de la Terre et de l'environnement à l'Université du Minnesota.

En se promenant le long des promenades dans l'une des nombreuses zones hydrothermales du parc national de Yellowstone, il y a un régal pour les sens - l'odeur d'œuf pourri du sulfure d'hydrogène, le jet explosif des geysers, l'eau bouillonnante et bouillante dans les sources chaudes, le le sifflement du gaz s'échappant des fumerolles, le bruit sourd des pots de boue et la lumière éblouissante réfléchie par les frittés siliceux blancs. Beaucoup trouvent des lunettes de soleil une nécessité même pour tenter d'ouvrir les yeux en se promenant dans ces régions du parc. L'aggloméré blanc riche en silice est formé à partir de la précipitation de silice (dioxyde de silicium, ou SiO2, sous forme d'opale et de silice amorphe) à partir des eaux hydrothermales saturées de minéraux qui remontent sous la surface.

Après la précipitation des minéraux de silice, l'aggloméré peut se briser par des moyens mécaniques - cycles de gel-dégel, bison marchant sur les surfaces, etc. Ainsi, vous verrez des étendues plates de petits morceaux cassés d'aggloméré siliceux entourant des sources chaudes, telles que ceux d'Upper Geyser Basin, de Fountain Paint Pots et de Norris Geyser Basin. Et tandis que les tapis bactériens et algaux orange, verts, jaunes, bruns et violets dans les canaux d'écoulement des sources chaudes sont des signes très évidents de communautés photosynthétiques microbiennes florissantes, il y a en fait beaucoup plus de vie que vous ne le pensez juste sous cette surface.

Les chercheurs des zones hydrothermales de Yellowstone ont noté que lorsque vous perturbez les surfaces d'aggloméré siliceux blanc décoloré (ou ce que les géologues appelleraient brèche, prononcé BRET-chya), il peut y avoir en dessous une fine couche de vert foncé profond en raison de la présence de pigments photosynthétiques. Ces communautés photosynthétiques vivaient-elles sous l'aggloméré brisé dans toutes les zones hydrothermales de Yellowstone ? Sont-ils actifs et, si oui, quelle est la productivité primaire (dans ce cas, la photosynthèse) ? La curiosité à propos de cette forme de vie va au-delà de vouloir en savoir plus sur ces communautés en ce qui concerne les sources chaudes de Yellowstone, car il existe également des gisements de sources chaudes dans des roches vieilles de 3,5 milliards d'années en Australie occidentale qui préservent certaines des premières formes de vie à émerger sur Terre. Ces roches enregistrent un temps avant que l'oxygène ne soit dans l'atmosphère, et donc pas de couche d'ozone pour protéger la vie des rayons ultraviolets du soleil. Les environnements présents à Yellowstone pourraient-ils être un analogue de la façon dont la vie pourrait vivre à la surface de la Terre primitive ?

Les études de ces communautés, appelées hypolithes (hypo signifiant sous, et lith signifiant roche, donc littéralement la vie "sous les rochers"), ont révélé des communautés photosynthétiques robustes qui étaient tout aussi productives que les tapis photosynthétiques poussant dans les canaux d'écoulement des sources chaudes. L'aggloméré de surface a en fait agi comme un écran solaire, bloquant le rayonnement UV, mais a permis à des longueurs d'onde plus longues de passer pour alimenter la photosynthèse. De plus, les fragments d'aggloméré agissaient comme un paillis, retenant l'humidité pour garder l'environnement humide et empêchant les communautés microbiennes d'être emportées par les orages qui passaient. Ces communautés photosynthétiques hypolithiques étaient présentes à la fois dans des zones à pH/alcalin plus élevé (comme ce que l'on trouve dans les bassins inférieurs, intermédiaires et supérieurs de Geyser), ainsi que dans des endroits à pH inférieur/plus acides (tels que Norris Geyser Basin, le Mud Volcano et Artists Paintpots). Cela semble être un environnement parfait pour que la vie fasse sa première incursion à partir d'un environnement aquatique et sur des surfaces terrestres - un exemple moderne de ce à quoi la première vie sur terre aurait pu ressembler, et une découverte incroyablement excitante qui nous permet de parcourir des milliards de années en arrière dans le temps!

Plus d'informations sur cette forme de vie intéressante peuvent être trouvées dans le document de recherche à https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/feart.2019.00015/full, intitulé "Hypolithic Photossynthesis in Hydrothermal Areas and Implications for Cryptic Oxygen Oases on Surfaces continentales archéennes."

Ainsi, lorsque vous visitez le parc national de Yellowstone et que vous appréciez les images, les sons et les odeurs des zones hydrothermales, prenez un moment pour réfléchir aux étendues inoffensives d'agglomérés siliceux blanchis à la chaux. Pensez à la façon dont juste sous la surface se cache une communauté microbienne photosynthétique florissante, et comment cette communauté pourrait représenter comment la vie s'est déplacée pour la première fois sur la terre 3 milliards d'années avant l'évolution des premières plantes terrestres.

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