Mars n'est pas exactement un lieu de vie convivial tel que nous le connaissons. Alors que les températures à l'équateur peuvent atteindre jusqu'à 35 ° C (95 ° F) en été à midi, la température moyenne à la surface est de -63 ° C (-82 ° F) et peut descendre jusqu'à -143 ° C (-226 ° F) pendant l'hiver dans les régions polaires. Sa pression atmosphérique représente environ un demi pour cent de la Terre et la surface est exposée à une quantité considérable de rayonnement.
Jusqu'à présent, personne n'était certain que les micro-organismes pourraient survivre dans cet environnement extrême. Mais grâce à une nouvelle étude réalisée par une équipe de chercheurs de l'Université d'État Lomonossov de Moscou (LMSU), nous pouvons maintenant être en mesure de limiter les types de conditions auxquelles les micro-organismes peuvent résister. Cette étude pourrait donc avoir des implications importantes dans la chasse à la vie ailleurs dans le système solaire, et peut-être même au-delà!
L'étude, intitulée «Communautés microbiennes affectées par le gamma à 100 kGy dans l'ancien pergélisol arctique dans des conditions martiennes simulées», a récemment été publiée dans la revue scientifique Extrémophiles. L'équipe de recherche, dirigée par Vladimir S. Cheptsov de LMSU, comprenait des membres de l'Académie russe des sciences, de l'Université polytechnique d'État de Saint-Pétersbourg, de l'Institut Kurchatov et de l'Université fédérale de l'Oural.
Pour les besoins de leur étude, l'équipe de recherche a émis l'hypothèse que les conditions de température et de pression ne seraient pas les facteurs atténuants, mais plutôt le rayonnement. À ce titre, ils ont effectué des tests où les communautés microbiennes contenues dans le régolithe martien simulé ont ensuite été irradiées. Le régolithe simulé était constitué de roches sédimentaires contenant du pergélisol, qui ont ensuite été soumises à des conditions de basse température et de basse pression.
Comme l'a expliqué Vladimir S. Cheptsov, étudiant de troisième cycle au Département de biologie des sols de Lomonosov MSU et co-auteur du document:
«Nous avons étudié l'impact conjoint d'un certain nombre de facteurs physiques (rayonnement gamma, basse pression, basse température) sur les communautés microbiennes dans l'ancien pergélisol arctique. Nous avons également étudié un objet naturel unique: l'ancien pergélisol qui n'a pas fondu depuis environ 2 millions d'années. En bref, nous avons mené une expérience de simulation qui a couvert les conditions de cryoconservation dans le régolithe martien. Il est également important que dans cet article, nous étudions l'effet de fortes doses (100 kGy) de rayonnement gamma sur la vitalité des procaryotes, alors que dans des études précédentes aucun procaryote vivant n'a jamais été trouvé après des doses supérieures à 80 kGy.
Pour simuler les conditions martiennes, l'équipe a utilisé une chambre d'origine à climat constant, qui maintenait la basse température et la pression atmosphérique. Ils ont ensuite exposé les micro-organismes à différents niveaux de rayonnement gamma. Ils ont découvert que les communautés microbiennes présentaient une résistance élevée aux conditions de température et de pression dans l'environnement martien simulé.
Cependant, après avoir commencé à irradier les microbes, ils ont remarqué plusieurs différences entre l'échantillon irradié et l'échantillon témoin. Alors que le nombre total de cellules procaryotes et le nombre de cellules bactériennes métaboliquement actives sont restés cohérents avec les niveaux de contrôle, le nombre de bactéries irradiées a diminué de deux ordres de grandeur tandis que le nombre de cellules métaboliquement actives des archées a également triplé.
L'équipe a également remarqué que dans l'échantillon exposé de pergélisol, il y avait une grande biodiversité de bactéries, et cette bactérie a subi un changement structurel important après avoir été irradiée. Par exemple, des populations d'actinobactéries comme Arthrobacter- un genre commun trouvé dans le sol - n'était pas présent dans les échantillons de contrôle, mais est devenu prédominant dans les communautés bactériennes qui ont été exposées.
En bref, ces résultats ont indiqué que les micro-organismes sur Mars sont plus survivables qu'on ne le pensait auparavant. En plus de pouvoir survivre aux températures froides et à la basse pression atmosphérique, ils sont également capables de survivre aux types de conditions de rayonnement qui sont courantes à la surface. Comme Cheptsov l'a expliqué:
«Les résultats de l'étude indiquent la possibilité d'une cryoconservation prolongée de micro-organismes viables dans le régolithe martien. L'intensité du rayonnement ionisant à la surface de Mars est de 0,05-0,076 Gy / an et diminue avec la profondeur. Compte tenu de l'intensité du rayonnement dans le régolithe de Mars, les données obtenues permettent de supposer que les écosystèmes hypothétiques de Mars pourraient être conservés dans un état anabiotique dans la couche superficielle du régolithe (protégé des rayons UV) pendant au moins 1,3 million d'années, à une profondeur de deux mètres pendant au moins 3,3 millions d'années et à une profondeur de cinq mètres pendant au moins 20 millions d'années. Les données obtenues peuvent également être utilisées pour évaluer la possibilité de détecter des micro-organismes viables sur d'autres objets du système solaire et dans de petits corps dans l'espace. »
Cette étude était significative pour plusieurs raisons. D'une part, les auteurs ont pu prouver pour la première fois que les bactéries procaryotes peuvent survivre à des radiations supérieures à 80 kGy - ce qui était auparavant considéré comme impossible. Ils ont également démontré que malgré ses conditions difficiles, les micro-organismes pouvaient encore être vivants sur Mars aujourd'hui, préservés dans son pergélisol et son sol.
L'étude démontre également l'importance de considérer à la fois les facteurs extraterrestres et cosmiques lors de l'examen où et dans quelles conditions les organismes vivants peuvent survivre. Enfin, mais non des moindres, cette étude a fait quelque chose qu'aucune étude précédente n'a, qui est de définir les limites de la résistance aux radiations pour les micro-organismes sur Mars - en particulier dans le régolithe et à différentes profondeurs.
Ces informations seront précieuses pour les futures missions vers Mars et d'autres endroits du système solaire, et peut-être même avec l'étude des exoplanètes. Connaître le type de conditions dans lesquelles la vie prospérera nous aidera à déterminer où en rechercher les signes. Et en préparant des missions en d'autres termes, cela permettra également aux scientifiques de savoir quels emplacements éviter afin de prévenir la contamination des écosystèmes indigènes.
