Des chercheurs du laboratoire d’exploration de l’ingénierie géobiochimique et de la dynamique naturelle (LEGEND) de l’Université technologique du Montana ont publié un nouvel article dans la revue scientifique multidisciplinaire à comité de lecture Nature Communications, présentant les sources chaudes du parc national de Yellowstone.
L’article, co-écrit avec les chercheurs Dr Daniel Colman, Ph.D. candidate Lisa Keller, Ph.D. La candidate Anna Shoemaker et le Dr Eric Boyd de la Montana State University pourraient offrir un nouvel aperçu de la façon dont la vie aurait pu évoluer sur Terre.
« Co-variation de la géochimie des sources chaudes avec la diversité, la fonction et l’évolution du génome microbien » a été publié le 29 août et présente les données de 1 022 génomes d’assemblages de métagénomes (MAG) collectés dans 34 sources chaudes chimiosynthétiques à haute température dans le parc national de Yellowstone. Parc.
Professeure agrégée de chimie environnementale, le Dr Alysia Cox mène des recherches sur la géochimie des caractéristiques thermiques du parc national de Yellowstone depuis qu’elle était chercheuse de premier cycle en 2003 et explique qu’il existe trois types de sources chaudes. Grand Prismatic et Old Faithful sont des sources de chlorure alcalines avec des sources d’eau profondément sous la surface. Les nombreuses mares de boue et le volcan de boue sont des sources de sulfate acide, avec des sources d’eau peu profondes. Le troisième type de sources sont les sources mixtes, avec un pH de 4 à 6, qui contiennent un mélange de sources d’eau profondes et peu profondes, ainsi que d’autres sources comme les précipitations.
L’équipe de Cox et les chercheurs de la Montana State University ont travaillé en collaboration pour échantillonner les sources et analyser les données géochimiques et métagénologiques. Les métagénomes sont l’ensemble complet du matériel génétique provenant d’un groupe de micro-organismes trouvés dans un environnement. La recherche a révélé quelque chose d’inattendu. Les génomes microbiens trouvés dans les sources mixtes avaient une distance phylogénétique jusqu’aux racines plus courte que ceux des sources à sulfates alcalins, ce qui signifie qu’ils contenaient des taxons plus profondément ramifiés que ceux des sources à sulfates acides.
“Ce que cela nous montre, c’est que les sources de sulfate acide, qui sont formées par séparation à la vapeur et oxydation du sulfure d’hydrogène en acide sulfurique, sont ‘évolutivement plus jeunes'”, a déclaré Cox. « Ils sont plus éloignés de la racine. Ils ne sont pas aussi profondément ramifiés. Il existe des hypothèses sur l’origine de la vie, en examinant son origine, et certains scientifiques émettent l’hypothèse qu’elle est alcaline. Mais ce que nous avons souligné ici, et je ne pense pas que ce soit encore toute l’histoire, mais c’est ce que nous mentionnons dans cet article, c’est que si vous recherchez l’origine de la vie ou des microbes profondément ramifiés, vous je regarderais en fait dans ces sources mixtes.
Le professeur agrégé de chimie analytique, le Dr Brian St. Clair, a expliqué pourquoi les sources chaudes du parc national de Yellowstone sont un endroit idéal pour étudier comment la vie aurait pu se développer il y a des millions d’années.
“C’est en fin de compte l’oxygène qui était le principal moteur de la population dans ces systèmes”, a déclaré St. Clair. « L’un des principaux objectifs de ce projet est d’examiner comment ces lignées microbiennes auraient pu exister en fonction de l’histoire de la Terre. Ainsi, avant l’explosion cambrienne il y a 500 millions d’années, il n’y avait que des traces d’oxygène sur Terre. Les microbes que nous avons trouvés dans ces systèmes correspondent en quelque sorte aux lignées, correspondent à la quantité d’oxygène facilement disponible. Et bien sûr, ils ont constamment évolué sur place. Mais ils ressemblent au genre de lignées que nous nous attendrions à trouver sur un système de type antérieur.
Les échantillons ont été collectés dans le parc national de Yellowstone en 2020. En 2022, des membres de l’équipe de recherche se sont rendus en Islande pour voir si les données métagénologiques collectées dans les sources chaudes de ce pays pourraient s’aligner sur les informations recueillies lors de la recherche à Yellowstone. Eva Andrade-Barahona, titulaire d’un doctorat en sciences de la Terre et en génie. étudiante équatorienne, a collecté des spécimens en Islande et dans le parc national de Yellowstone, bien que sa tâche principale consistait à analyser les échantillons collectés. Elle a déclaré que les différences entre les conditions environnementales des sources chaudes aux États-Unis et celles d’Islande étaient significatives. À Yellowstone, l’équipe dispose d’un permis de recherche scientifique spécial pour échantillonner les sources des zones hydrothermales protégées, interdites au grand public.
“Je n’ai jamais vu une nature aussi intacte”, a déclaré Andrade-Barahona.
En revanche, les échantillons collectés en Islande étaient beaucoup plus accessibles.
“Il y avait un site sur lequel nous avons dû marcher un peu”, a déclaré Andrade-Barahona. « Il faisait vraiment froid et il y avait du vent. Mais le reste des autres sites faisaient partie des lieux touristiques. C’était moins difficile d’accéder à ces endroits.
Andrade-Barahona est co-auteur de l’article, avec Emilia Arteaga-Pozo, ancienne élève de Montana Tech (MS Geoscience-Géochimie, 2022), dont la thèse de maîtrise détaillait la géochimie de ces sources chaudes de Yellowstone et d’Islande.
Andrade-Barahona dit que même si ses cours ont joué un rôle déterminant dans son évolution en tant que scientifique, le travail pratique qu’elle a effectué en laboratoire, l’analyse d’échantillons pour LEGEND, l’a encore plus aidée.
« C’est en laboratoire que j’ai le plus appris parce que nous effectuons le pré-échantillonnage, nous apprenons comment préparer les kits, comment prélever les échantillons, comment les analyser, comment rechercher des fonds pour acheter le matériel nécessaire, et comment évaluer les problèmes », a déclaré Andrade-Barahona.
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2025-01-18 01:39:00
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