Aucune vie n’a encore été trouvée sur Mars, mais il est passionnant d’explorer les circonstances dans lesquelles cela pourrait être possible. Une équipe dirigée par l’Université technique de Berlin (TU Berlin) avec l’Institut Leibniz d’écologie des eaux douces et des pêches continentales (IGB) a étudié les processus cellulaires qui régulent l’adaptation des micro-organismes aux perchlorates. Si les micro-organismes pouvaient génétiquement adapter leur réponse au stress à ce sel, présent dans certains déserts et sur Mars, leur survie sur la planète rouge pourrait être possible.
L’article de l’équipe décrivant leur étude est publié dans la revue Microbiologie environnementale.
La vie telle que nous la connaissons nécessite de l’énergie et la disponibilité de CHNOPS. Cet acronyme signifie carbone, hydrogène, azote, oxygène, phosphore et soufre. Les oligo-éléments et l’eau liquide sont également indispensables. Une grande partie de celle-ci est disponible sur Mars : l’énergie peut être fournie par la lumière du soleil ou des processus chimiques, le carbone est disponible dans l’atmosphère mince mais riche en dioxyde de carbone, et d’autres éléments essentiels sont abondants à la surface de la planète dans ce qu’on appelle le régolithe.
Cependant, l’eau liquide est un défi en raison de la faible pression atmosphérique d’environ 6 millibars (à titre de comparaison, la pression atmosphérique moyenne sur Terre est d’environ 1 bar) et des températures moyennes inférieures à zéro. L’un des rares moyens de produire de l’eau près de la surface de Mars consiste à former des solutions salines temporairement stables par déliquescence.
Dans ce processus, un sel absorbe l’eau de l’atmosphère et s’y dissout. Il existe de nombreux sels hygroscopiques sur Mars, y compris les perchlorates (ClO4-), qui absorbent facilement l’eau de l’atmosphère et abaissent le point de congélation de l’eau. Ils se produisent également occasionnellement sur Terre dans des déserts très secs.
Cette eau est théoriquement suffisante pour entretenir le métabolisme de certains groupes de micro-organismes. Cependant, les perchlorates déclenchent un stress dans la cellule, et de quelle manière était jusqu’à présent peu connu.
« Afin de comprendre la vie microbienne potentielle sur Mars, il est important de savoir comment les micro-organismes gèrent ces facteurs de stress, car ce n’est que s’ils développent une bonne réponse au stress que les microbes peuvent faire face aux concentrations élevées de sel et vraiment profiter des sels tels que comme déliquescence et abaissement du point de congélation », a déclaré le premier auteur Jacob Heinz de TU Berlin.
L’équipe de recherche a utilisé un protocole de protéomique développé par l’Institut Robert Koch (RKI) pour analyser la réponse au stress spécifique au perchlorate de la levure Debaryomyces hansenii et l’a comparée aux adaptations communément connues au stress salin.
Les chercheurs ont découvert que les réponses au stress au chlorure de sodium et au perchlorate de sodium partagent de nombreuses caractéristiques métaboliques communes ; par exemple, les mêmes voies de signalisation, un métabolisme énergétique accru ou la formation d’osmolytes.
« Cependant, nous avons également identifié plusieurs nouvelles réponses au stress spécifiques au perchlorate. Par exemple, la glycosylation des protéines et le remodelage de la paroi cellulaire, vraisemblablement pour stabiliser les structures protéiques et la membrane cellulaire. Ces réactions au stress seraient également d’une grande importance pour les la vie sur Mars », a expliqué le co-auteur Hans-Peter Grossart de l’IGB.
« Si nous recherchons la vie sur Mars, nous devons être ouverts d’esprit, car les microbes martiens indigènes – s’ils existent – sont certainement adaptés aux conditions environnementales sur Mars par différents processus biochimiques qui peuvent ne pas se produire sur Terre », a déclaré Dirk. Schulze-Makuch, co-auteur de l’étude et scientifique à l’IGB et à la TU Berlin. « Mais si nous étudions comment les organismes sur Terre gèrent les facteurs de stress sur Mars, tels que les perchlorates, nous aurons les premiers indices sur la façon dont la vie sur Mars pourrait faire face aux conditions environnementales difficiles. »
Plus d’information:
Jacob Heinz et al, les réponses au stress protéomique spécifiques au perchlorate de Debaryomyces hansenii pourraient permettre la survie microbienne dans les saumures martiennes, Microbiologie environnementale (2022). DOI : 10.1111/1462-2920.16152