De manière inattendue, les scientifiques ont découvert une population microbienne unique capable de métaboliser le soufre et les gaz atmosphériques, ressemblant aux micro-organismes détectés dans les évents hydrothermaux en haute mer ou les sources chaudes géothermiques.
Une équipe dirigée par CU Boulder a découvert une communauté microbienne distincte résidant sur l’ancienne île Hunga Tonga Hunga Ha’apai.
En 2015, un volcan sous-marin du Pacifique Sud est entré en éruption, donnant naissance à l’éphémère île Hunga Tonga Hunga Ha’apai. L’Université du Colorado à Boulder et l’Institut coopératif de recherche en sciences de l’environnement (CIRES) ont dirigé une équipe de recherche qui a saisi l’occasion rare d’enquêter sur les premiers habitants microbiens d’une masse continentale récemment formée. Étonnamment, ils ont détecté une population microbienne unique capable de métaboliser le soufre et les gaz atmosphériques, semblable aux organismes présents dans les cheminées hydrothermales en haute mer ou les sources chaudes géothermiques.
« 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 », a déclaré Nick Dragone, Ph.D. du CIRES. étudiant et auteur principal de l’étude récemment publiée dans mBio. “Personne n’avait jamais étudié de manière approfondie les micro-organismes de ce type de système insulaire à un stade aussi précoce.”
“L’étude des microbes qui colonisent d’abord les îles donne un aperçu du stade le plus précoce du développement de l’écosystème – avant même que les plantes et les animaux n’arrivent”, a déclaré Noah Fierer, boursier CIRES, professeur d’écologie et de biologie évolutive à CU Boulder et auteur correspondant de l’étude.
Une équipe multi-institutionnelle de chercheurs sur le terrain a collecté des échantillons de sol de l’île, puis les a expédiés au campus de CU Boulder. Dragone et Fierer pourraient alors extraire et séquencer
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“Nous n’avons pas vu ce à quoi nous nous attendions”, a déclaré Dragone. “Nous pensions voir des organismes que vous trouverez lors du retrait d’un glacier, ou des cyanobactéries, colonisateur précoce plus typique
” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute=””>espèce[{“attribute=””>species– mais à la place, nous avons trouvé un groupe unique de bactéries qui métabolisent le soufre et les gaz atmosphériques.
Et ce n’était pas la seule tournure inattendue de ce travail : le 15 janvier 2022, sept ans après sa formation, le volcan a de nouveau éclaté, anéantissant toute la masse continentale lors de la plus grande explosion volcanique du 21e siècle. L’éruption a complètement anéanti l’île et a éliminé la possibilité pour l’équipe de continuer à surveiller leur site.
“Nous nous attendions tous à ce que l’île reste”, a déclaré Dragone. “En fait, la semaine avant l’explosion de l’île, 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. Hunga Tonga a été 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 gaz de soufre et de sulfure d’hydrogène, qui alimentent probablement les taxons uniques que nous avons trouvés”, a déclaré Dragone. “Les microbes étaient les plus similaires à ceux trouvés dans les bouches hydrothermales, les sources chaudes comme Yellowstone et d’autres systèmes volcaniques. Notre meilleure estimation est que les microbes proviennent de ces types de sources. »
L’expédition à HTHH a nécessité une étroite collaboration avec des membres du gouvernement du Royaume des Tonga, qui étaient disposés à travailler avec des chercheurs pour collecter des échantillons sur des terres normalement non visitées par des invités internationaux. La coordination a demandé des années de travail aux collaborateurs de la Sea Education Association et
” data-gt-translate-attributes=”[{“attribut=””>NASA[{“attribute=””>NASA: un observateur tongan doit approuver et superviser toute collecte d’échantillons effectuée dans le Royaume.
« Ce travail a attiré tant de personnes du monde entier et nous avons beaucoup appris. Nous sommes bien sûr déçus que l’île ait disparu, mais nous avons maintenant beaucoup de prédictions sur ce qui se passe lorsque les îles se forment », a déclaré Dragone. “Donc, si quelque chose se formait à nouveau, nous serions ravis d’y aller et de collecter plus de données. Nous aurions un plan de match sur la façon de l’étudier.
Référence : “Les premiers colonisateurs microbiens d’une île volcanique de courte durée dans le royaume des Tonga” par Nicholas B. Dragone, Kerry Whittaker, Olivia M. Lord, Emily A. Burke, Helen Dufel, Emily Hite, Farley Miller, Gabrielle Page , Dan Slayback et Noah Fierer, 11 janvier 2023, mBio.
DOI : 10.1128/race.03313-22
