Une île du Pacifique qui n’existait que depuis sept ans a révélé comment les microbes colonisent le territoire volcanique après une éruption : ils métabolisent le soufre et les gaz atmosphériques, tout comme le font les organismes trouvés dans les évents des profondeurs marines.
En 2015, un volcan sous-marin du Pacifique Sud est entré en éruption, formant l’île Hunga Tonga Hunga Ha’apai, destinée à une courte durée de vie de sept ans.
Une équipe de recherche dirigée par CU Boulder et le CIRES a saisi la rare opportunité d’étudier les premiers colonisateurs microbiens d’une masse continentale nouvellement formée, et à leur grande surprise, les chercheurs ont découvert une communauté microbienne unique qui métabolise le soufre et les gaz atmosphériques, semblable aux organismes trouvés dans évents en eaux profondes ou sources chaudes.
opportunité unique
« Ces types d’éruptions volcaniques se produisent partout dans le monde, mais elles ne produisent généralement pas d’îles. Nous avons eu une opportunité incroyablement unique », explique-t-il. Nick Dragon, doctorant au CIRES et auteur principal de l’étude publiée ce mois-ci dans mBio. « Personne n’avait étudié de manière approfondie les micro-organismes dans ce type de système insulaire à un stade aussi précoce », ajoute-t-il.
« L’étude des microbes qui colonisent les îles pour la première fois donne un aperçu du stade le plus précoce du développement de l’écosystème, avant même l’arrivée des plantes et des animaux », ajoute-t-il. Noé Fiermembre du CIRES et auteur correspondant de l’étude.
L’île disparue, après seulement sept ans d’existence. CÉRÈS.
Collecte d’échantillons
Une équipe multi-agences de chercheurs sur le terrain a collecté des échantillons de sol de l’île, puis les a expédiés au campus CU Boulder, où Dragone et Fierer ont extrait et séquencé l’ADN des échantillons.
« Nous n’avons pas vu ce à quoi nous nous attendions », a déclaré Dragone. « Nous pensions que nous verrions des organismes trouvés lors du retrait d’un glacier, ou des cyanobactéries, des espèces de colonisateurs précoces plus typiques, mais à la place, nous avons trouvé un groupe unique de bactéries qui métabolisent le soufre et les gaz atmosphériques. »
rebondissement inattendu
Et ce n’était pas le seul rebondissement inattendu de ce travail : le 15 janvier 2022, sept ans après sa formation, le volcan est de nouveau entré en éruption, nivelant toute la masse terrestre dans la plus grande explosion volcanique du 21e siècle.
L’éruption a complètement dévasté l’île, supprimant la possibilité pour l’équipe de continuer à l’analyser. « Nous nous attendions tous à ce que l’île reste », a déclaré Dragone. « En fait, la semaine avant que l’île n’explose, nous commencions à planifier un voyage de retour. »
Cependant, la même nature inconstante du Hunga Tonga Hunga Ha’apai (HTHH) qui l’a fait exploser explique également pourquoi l’équipe a trouvé un ensemble de microbes si unique sur l’île.
microbes thermiques
Hongrie Tonga s’est formée volcaniquement, comme Hawaï. « L’une des raisons pour lesquelles nous pensons voir ces microbes uniques est due aux propriétés associées aux éruptions volcaniques : beaucoup de soufre et de sulfure d’hydrogène gazeux, qui alimentent probablement les taxons uniques que nous avons trouvés », a déclaré Dragone.
« Les microbes ressemblaient davantage à ceux trouvés dans les cheminées hydrothermales, les sources chaudes comme Yellowstone et d’autres systèmes volcaniques. Notre meilleure estimation est que les microbes proviennent de ces types de sources. »
« Ce travail a attiré tellement de gens du monde entier et nous avons beaucoup appris. Bien sûr, nous sommes déçus que l’île ait disparu, mais maintenant nous avons beaucoup de prédictions sur ce qui se passera lorsque les îles se formeront », a déclaré Dragone.
« Donc, si quelque chose devait se former à nouveau, nous serions ravis d’y aller et de collecter plus de données. Nous avons un plan d’action sur la façon de l’étudier.
Référence
Les premiers colonisateurs microbiens d’une île volcanique de courte durée dans le royaume des Tonga. Nicholas B. Dragone et al. mBio, 11 janvier 2023. DOI : https://doi.org/10.1128/mbio.03313-22