Cours de JG. Breheret: « Microbes des profondeurs

Les microbes :des profondeurs du temps

1. ces microbes qui nous entourentdans les milieux naturels2. tapis microbiens en milieu littoral :de la vie à la roche3. des extrêmophiles4. l!aube de la vie sur Terre : l!ère des procaryotes5. la vie ailleurs ?

1. Ces microbes qui nous entourentdans les milieux naturelsBloom de Microcystis - Dayet Afourgagh (Moyen Atlas marocain)

MicrobesProcaryotesbactéries (eubactéries)archées (archéobactéries)Eucaryotesmycètes (champignons)alguesprotozoaires

Plan de PhasyJGB

ProcaryotesHabitat nombre de cellules % du totalSous-sol marin 3,6.10 30 66Sous-sol terrestre 1,4.10 30 (0,25-2,5) 26Sol émergé 2,6.10 29 4,8Eau de mer 1,2.10 29 2,2Eau douce, lacs salés 2,3.10 26 0,0043Animaux domestiques 4,3.10 24 0,000080Glace polaire 4,0.10 24 0,000074Termites 6,5.10 23 0,000012Humains 3,9.10 23 0,0000072Oiseaux domestiques 2,4.10 21 0,000000044Nombre total = 5.10 30 cellules(soit env. 50.000 milliards de fois le nombre estimé d’étoiles dans l’Univers)Carbone procaryotique : 200 premiers mètres de l’océan : 0,72.10 9 tCellules procaryotiques : 350 à 550.10 9 t de C (poids sec : 700-1.100.10 9 t)Flore terrestre : 550.10 9 t de carbone

EUCARYOTESanimaux plantes champignonsflagellésciliésmyxomycètesmicrosporidiesARCHAEBACTERIESsulfolobalesthermoprotéalesThermophilescyanobactériesbactériesGram positifprotéobactériesEUBACTERIESspirochètesbactériesvertesthermotogalesflavobactériesthermococcaleshalobactériacéesméthanobactérialesMéthanogènesméthanomicrobialesHalophilesArbre du vivant d’après Carl Woese et al.(1990), fondé sur les comparaisons desséquences de petites sous-unités d’ARN

www.las.uiuc.edu/.../ Images/carl_woese.jpgC. WoeseARN ribosomal ->dontl'ARN 16S (S = Svedberg).microbiologie.spectrosciences.com/ 16sRNA.jpg

C : membrane des EUCARYOTES : eubactérie gram - sans peptidoglycanesJ. Van de Vossenberg et al. (1999)

Microbes dans les environnements naturelseau : algues, bactéries, cyanobactéries, protozoaires…Emiliania huxleyihttp://www.nhm.ac.uk/hosted_sites/ina/Anabaena (Nostocale)JGBsol :algues, bactéries,mycètes…AzotobacterAzotobacter vinelandiigenome.jgi-psf.orgsédiment : algues, bactéries, mycètes,thécamoebiens…Desulfovibrio desulfuricanswww.lbl.gov/.../ Archive/Apr-30-2004.html.

êtres vivants :commensalisme : ex. E. coliE. coliwww.techno-science.net/ ?onglet=glossaire&defi....ocaosambiental.blogspot.com/ 2007_08_05_archiv....Foto: Gross L (2007)Human Gut Hosts a Dynamically Evolving Microbial Ecosystem.

symbiose : végétaux, animauxAulne :actinobactérieFrankia alniFrankia alniAlnus crispawww.cns.fr/.../Projet_HF/ organisme_HF.html.Hyphes septées & diazovésicules(-> fixation de l!azote) photo Y. HammadLégumineuses :Rhizobiumnodosités racinairesdemicervo.free.fr/.../ symbiosevegetale/

coraux hermatypiques -> Zooxanthelles (Symbiodinium)Scott R. SantosMontipora verrucosawww2.aims.gov.au/.../ 201-300/Large/280-01E.jpgSymbiodinium dansl!endodermede Montipora verrucosaSymbiodiniumkawagutiiLichens :champignon+ cyanobactérieou chlorophycéeScott R. Santoshttp://gump.auburn.edu/srsantos/JGB

Fonctions métaboliques diversessource d!énergie et source du carboneaérobies / anaérobiesphototrophes -> énergie lumineusephotosynthèseautotrophes (photoautotrophes)C du CO2 ou du HCO3 -hétérotrophes (photohétérotrophes)C des substrats organiqueschimiotrophes -> énergie chimiqueoxydation/réduction des minéraux= substrats inorganiqueschimiolithotrophieautotrophes (chimiolithoautotrophes)C du CO2 ou du HCO3 -hétérotrophesC des substrats organiqueschimiotrophes -> énergietirée des substrats organiquesorganotrophiehétérotrophesC des substrats organiques

Implication fondamentaledans les grands cycles biogéochimiquesCycles ducarboneoxygèneazotephosphorefersoufre

atmospheresurfaceN2euphoticzoneN2N2 fixationphytoplanktonNO3 -marine food weborganic N1 % lightlevel" 100 mtransport/mixingsinking/mixingdark oceanN2denitrificationNO3 -mineralizationorganic NThe marine nitrogen cycleFrom N. Gruber (2005)

consommateurs tertiairesCO2consommateurs secondairesCO2consommateursprimairesCO2fluxcarbonésbactéries, mycètesCO2chimiohétérotrophesplantes vasculairesalgues/cyanobactériesproducteurs primairesphotoautotropheschimioautotrophesRôle écologique des microorganismes dans un écosystèmed’après Prescott et al. (1995)

Les microbes sont nos amispas tous, pas tous…

2. tapis microbiens en milieu littoral :de la vie à la roche

Baie des RequinsHamelinPool,Shark Bay(P. Strain& F. Engle,1995)

Hamelin Pool, Shark Bay, Australie (N.P. James, 1983)

Inagua Island, Bahamas(E.A. Shinn, 1983)

Microcoleus chthonoplastesmicrobes.arc.nasa.gov/ gallery/lightms.htmlMicrobial mat from the Great Sippewissett Saltmarsh, Falmouth, MA. Rolf Schauder (1997)http://user.uni-frankfurt.de/~schauder/mats/microbial_mats.html

lumièreeau de merCO2jour nuit5 mmO2cyanobactériesbactériespourpres dusoufrebactériessulfatoréductricescouchevertecouchepourprecouchenoireH2S

Tapis microbien à Microcoleus (Cyanobactérie)Dessin de Ch. Lyons in L. Margulis D. Sagan (1986)

Eau de merà 20°C : à 10°C :O2 : 5,2 mL.L -1 6,3 mL.L -1CO2 : 0,25 mL.L - 0,3 mL.L -1N2 : 9,6 mL.L -1 11,5 mL.L -1 JGBSlikke, Passe aux Bœufs, Isthme de l’Ile Madame (17)

O2CO2N2donneurs d’e-(réducteurs)eauH2OH2SMOcyanobactériesMicrocoleusBactéries pourpres(vertes) du soufreChromatiumThiocapsaBactériessulfatoréductricesDesulfovibrioÉtagement d’un tapis microbienCO2O2CO2SO4 --SO4 --H2Saccepteur e-(oxydant)photosynthèseoxygéniqueproduitphotosynthèseanoxygéniquehétérotrophie

H = cte de Planck (6,55.10 -34 j.s)! = fréq. onde lumineuseCO2 + H2OH!photosynthèseCH2O + O2 oxygéniqueCH2O + O2 CO2 + H2O oxydationaérobie2 CO2 + H2S + 2 H2O2 CH2O + H2SO4photosynthèseanoxygénique2 H + + SO4 --2 CH2O + SO4 -- H2S + 2 HCO3 -réduction des sulfates2 HCO3 - + Ca ++ CaCO3 + H2O + CO2

Cyanobactéries

Scytonemarhomboèdres de calcite dans la partie externe de la gainePaurotis Pond, Everglades ( Florida)M.U.E. Merz (1992)

JGB

300 µmTapis microbien sur un estran tidal silicoclastique, Mellum IslandG. Gerdes, W.E. Krumbein & H.E. Reineck (1991)

D’après J.C. Thomas & D. Geisler (1982) in M.C. Maurel (1997)

Microcoleus(d’après M.C. Maurel, 1997)

1. Phase dedéveloppement2. Episode détritique :piégeage de particules3. Développementd’une nouvelle couchede filamentshorizontaux ;abandon degaines enfouies(d’après M.C. Maurel, 1997)

Stromatolithe. Albien-Cénomanien (La Colette, Clars)JGB

Les microbes sont des constructeurs… du moins certains d’entre euxcl. G. Hüdepohl

3. des extrêmophiles

les extrêmophiles ?

TempératureLe chaudwww.pasteur.fr/recherche/ unites/bmge-archaea/.P. ForterreW. Zillig with Karl Stetter, Gordon Conference on Archaea, 2003(Photo: F. Perler)web.pdx.edu/~kstedman/ ZilligStetterSmall.jpgW. ZilligK. Stetterwww.astronomie.de/bibliothek/ interview/index.htm.

Bactéries thermophiles --> sources chaudes de YellowstoneThomas Brock (1964)Thermus aquaticus (T° > 82°C)Source chaude minéralisée, Parc de Yellowstone (USA)

Castle Geyser J. Alean www.swisseduc.ch/stromboli/perm/yellowstone/icons/greenriver.jpg

Environnements volcaniques :lacs de volcans, geysers, solfatares,évents sous-marins (fumeurs noirs), sources thermalesKarl Otto Stetter (1986) : limite repoussée à 110°CThermophiles -> 80°C ; au-delà : hyperthermophilesÉmissions riches en éléments sous forme réduite = riche en électrons= source potentielle en énergie pour organismesOrganismes aérobies -> oxydent les sulfures (sous-produit : H2SO4)ex. Sulfolobus acidocaldarius (archée)deux facteurs de stress : température et acidité

Solfatare de Strokkur (Islande)science.nasa.govSolfatare de Pozzuoli (Italie)Sulfolobus solfataricusSolfatares et lacs de bouewww.martin-haubner.de/ iceland/page_05.htm

Fumeurs noirsComptent plus des 3/4des hyperthermophiles connuesEn plus de T° élevée, acidité& pression hydrostatique> 300 bars à 3000 m(contraste avec la T° habituellesur les fonds " 2°C)Précipitation instantanéede sulfures de métaux lourdsObscurité totale -->pas de photosynthèseÉcosystèmes : basés sur lesbactéries hyperthermophiles--> chimiosynthétiquesBactéries symbiotiques chezles métazoaires : Riftia pachyptila-> oxydent le H2Swww.daviddarling.info/.../ hydrothermal_vent.jpg

Riftia pachyptilawww.ifremer.fr/serpentine/ fiches/fiche3.htmhttp://www.dees.dri.edu/Projects/images/Murray_Alvinella3.jpgAlvinella pompejana (ver de Pompéi)-> 60°C

Hyperthermophiles (> 80°C)20 genres2 genres d!eubactéries :Thermotoga & Aquiflex18 genres d!archées :dont Pyrococcus, Pyrobacculum,Methanopyrus (> 100°C)Record actuel de température :Pyrolobus fumariienregistré à 113 °CLimite extrême estiméepour une cellule " 115-150°C ??geology.wcedu.pima.edu/ ~vzinn/germ.jpePyrolobus fumarii

TempératureLe froid

Le froidSurvie des bactéries congelées en laboratoire… et de lichens refroidis à " - 273°Cmais --> besoin d!eau à l!état liquide pour se développeralgues unicellulaires dans la glace (entre 80 - 120 cm de profondeur)Antarctique : lacs d!eau douce sous-glaciaires-> 68 connus sous 3 - 4000 m de glace

Lac Vostok200 km longueur, 125 m profondeur) -->présence possible de vie ?www.planetastronomy.com/ astronews/astronews-n....http://www.futura-sciences.com/typo3temp/GB/edeb2bde32.jpgtraces d!ADN dans la glace de regel du lac(130 m au-dessus)¡! ADN de bactéries thermophiles et hyperthermophilesproviendraient de failles profondes dans le substratumwww.planetastronomy.com/ astronews/astronews-n....

Obscuritéprofondeurs océaniquescavités souterraineset Terre profondeles nodules polymétalliquespossibilité de consommerla matière organique produite en surface :hétérotrophie

Nodules polymétalliques1 cmJGBCNEXO (in Collectif, 1976)1 cmJGB

M.C. Janin (1987)

les «#rusticles#»(rust = rouille + icicle = glaçon)Consortium de bactéries+ champignonsÉnergie basée surl!oxydation du ferConsommation departicules organiques(résidus biologiques) ensuspensionhydroxydes de fer,carbonates de ferRusticle hanging fromthe stern section of the RMS Titanicshowing secondary growthsduring maturation.Image courtesy of Lori Johnston,RMS Titanic Expedition 2003, NOAA-OE.

La Terre profondeMicrobes en profondeur :systèmes basés sur la chimiolithoautotrophieForage de Parachute Creek (Piceance Basin, plateau du Colorado)-> nombreuses bactéries dans lesfissures et pores de la roche à 1830mètres de profondeur dont Bacillusinfernus, polyextrêmophile anaérobie :piézophile, thermophile, alcaliphile,halophileégalement trouvée jusqu!à 3800 msous terre (et 11000 m de profondeursous-marine)Bacillus infernusBoone et al. (1995)http://methanogens.pdx.edu/boone/proj-deep.html

«#The deep biosphere#»B. Horsfield et al. (2006)ODP Leg 190, Site 1174 (Nankai Trough) geomicrobiology and biogeochemistry summary(sous 4800 m de profondeur d!eau) Flèches : phospholipides = cellules vivantes -> 84°C

Les cavités souterrainesAncienne mine d!or de Kiesberg (Roumanie)-> microécosystèmes basés sur la chimiolithoautotrophieoxydation chimique et biologique des sulfures --> pyrite FeS2Acidithiobacillus ferrooxidans (chimiolithotrophe) -> oxyde le Fe 2+approvisionne les champignons Penicillium (hétérotrophes)dépôt d!hydroxydes de fer

2 Fe 2+ 2 Fe 3+porine2e -MembraneexternepH " 22H +Cytochrome cpériplasmeH2O O2rusticyanineADP + Pi 2H + ATPCytochrome a1pH " 6-7ATPase 2 H + + 1/2 O2 + 2 e - --> H2OcytosolOxydation du fer chez A. ferrooxidans (d’après Ingledew et al., 1977 & Blake et al., 1992)Membraneplasmique

Mine Kiesberg (Roumanie)

pyritebiofilmMine Kiesberg (Roumanie)

Mine Kiesberg (Roumanie)

Mine Kiesberg (Roumanie)

Mine Kiesberg (Roumanie)

Mine Kiesberg (Roumanie)

Mine Kiesberg (Roumanie)hyphes

snotitesTapis et stalactitesmucilagineuxNombreuses bactériesdu soufre et du ferdépôts d!hydroxydesde fer = goethitesulfates de fer potassique= jarositeMine Kiesberg (Roumanie)VG

jarositegoethiteJGB

Jarosite = KFe 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6JGB

Oxydation bactérienne des sulfuresFeS 2 Fe 2+Fe 2+ Fe 3+Fe 3+ + H 2 O Fe(OH) 3 + H +hydroxyde de ferFe(OH) 3FeOOHgoethitePrécipitation de sulfates hydratés de ferKFe 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6 = jarositeNaFe 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6 = natrojarosite

Ecosystèmes microbiens de KiesbergChimiolithoautotrophieThiobacilles (dont Acidithiobacillus ferrooxidans)HétérotrophieBactéries hétérotrophes (aérobies ou anaérobies)ActinomycètesChampignons (Penicillium spp.)

Rio Tintowww.espacial.org/.../ exobiologia/riotinto1.htm.photo.net/photodb/ photo?photo_id=3119375.

Fe 3+ + 3H 2O Fe(OH) 3+ 3H +ferrihydritewww.espacial.org/.../ exobiologia/riotinto1.htm.Fe(OH) 32FeOOHFeOOH + H 2OgoethiteFe 2 O 3 + H 2 OHématite

sécheresseDéserts (1/3 des surfaces émergées)Flore et faune adaptées (xérophiles)Welwitschia supporte < 10 mm par anvit > 1000 ansrecycle ses propres feuilles fanéeslichensBactéries (Bacillus, Clostridium) -> endospores+ Deinococcuswww.biolib.cz/ IMG/GAL/18227.jpget Tardigrades :seuls organismes pluricellulaires résistant àdes sécheresses extrêmes -> repliement enstades de latence Survie > 100 answww.core-orsten-research.de/ 04worldwide.html.

Rock varnish: Mn-concentrating bacteria(MEB -BS) Ashikule Basin, Tibet.B.E. DiGregorio (2001)Rock varnish Kitt Peak, Arizona«#Vernis du désert#»http://www.econetwork.net/~jdavis/Pictures/DeathValley/Desert%20Varnish.jpgDeath Valley, Californiacroûte : quelques µm en qq milliers d!années20-30% oxydes Fe, Mn + 60 % argilescyanobactéries, bactéries, champignonsépi- et endolithiques-> poussières, pluie, brouillard

salinitéConcentrations -> 360 g.L -1Organismes halotolérants, et halophilesalgues unicellulaires : Dunaliellawww.uwm.edu/Dept/Biology/ Docs/EEB/index.htmlet halobactéries (> 150 g.L -1 )Halobacterium salinarumTeinte rouge caractéristique -> pigment bactériorhodopsine

mari-biotech.nstl.gov.cn/.../ 1479/Hasal_pond.gifHalobacterium salinarumE. Fottorino & E. Guillemot (2006)Marais salants de Guérande (44)JGB

Acidité / alcalinitéS & A, 2007acidophiles pH 0-5,5 (plutôt des archées)Sulfolobus (également hyperthermophile)des sources chaudes et solfataresconvertit H2S en acide sulfuriqueThermoplasma acidophilumEye of Science/SPL/CosmosSulfolobus archaeaPicrophilus oshimae et Picrophilus torridus :se développent à T° > 60°C et pH 0,5(restent actifs à pH = 0)…et champignonsuk.wikipedia.org/ wiki/PicrophilusPicrophilus torridusacidophiles (Ferroplasma, Sulfolobus) pH 0-5,5neutrophiles pH 5,5-8alcalophiles (Bacillus alcalophilus, ...) pH 8-11,5alcaliphiles pH 8-11,5 (la plupart : Bacillus)Bacillus alcalophilus -> pH > 10

adioactivitéDeinococcus radioduransrésistante aux radiationseffet secondairede la résistance à la sécheressebactérie polyextrêmophileorganisme le plusradiorésistant connu aumonderésistance notamment :UVradiations ionisantesperoxyde d'hydrogènevideacidetempératures extrêmesdessèchementfroidfamineapod.nasa.gov/ apod/ap020930.htmlwww.spaceref.com/ news/viewnewsD. radioduranstétrade de cellulesSurvie de deuxbactéries à destaux croissantsde rayons "(Sommier, 2006)www.spectrosciences.comprésente dans des milieux très divers

Les microbes sont partout… ou presque

4. l!aube de la vie sur Terrel!èredes procaryotesColumnar stromatolite from the lowerthird of the Fig Tree Group, SwazilandSupergroup, at "Graywacke Hill" in theBarberton Mountainland, 30 kmsoutheast of Barberton, easternTransvaal, South Africa. Archean, 3.5billion years oldcl. D. R. Lowe, G. R. Byerly and M. Walsh,Louisiana State Universitywww.cushmanfoundation.org/.../ stromato.html

ECHELLE DES TEMPS GEOLOGIQUESannées Éons Ères Périodes Époques0652455402.5004.0004.600PHANEROZOÏQUEPROTEROZOÏQUEARCHEENHADEENCENOZOÏQUEMESOZOÏQUEPALEOZOÏQUENéogènePaléogèneCrétacéJurassiqueTriasPermienCarbonifèreDévonienSilurienOrdovicienCambrienHolocènePliocèneMiocèneOligocèneEocènePaléocène

Eon Ere PériodePhanérozoïqueBotomien-Toyonien509AtdabanienCambrien inférieur Tommotien544 Nemakit - DaldynienNéoprotérozoïque1000VendienSinienRiphéenBurgess : 0,503Chengjiang : 0,525Faune à petites coquilles : 0,53Radiation cambrienneFaune d!Ediacara : 0,56 - 0,54Dushantuo : 0,60-0,58Glaciation varangienne : Snowball EarthSupercontinent RodiniaProtérozoïqueMésoprotérozoïque16002500Archéen3900Hadéen4550PaléoprotérozoïqueNéoarchéenMésoarchéenPaléoarchéenEoarchéen280032003600Cherts Gunflint : 2,0BIFs géants (Hamersley) : 2,45Eucaryotes : 2,7Fig Tree gr., Barberton G.B. : 3,23Onverwacht gr., Barberton G.B.Apex chert, Warrawoona gr. : 3,46-3,53«#Fossiles chimiques#» : Akilia, Isua : 3,7-3,85Gneiss d!Acasta : 4,03Zircon détritique : 4,4(d!après W. Bleeker, 2003)

Terre primitive Hadéen Archéen+ accrétion = 4,55.10 9 années+ dégazage croûte + manteau--> atmosphèrecf. Mars et VénusCO2vapeur d!eau (minéraux hydratés)SO2H2S+ CO + CH4 + N2 oxygène+ condensation de l!eau océanique = qq 10 8 années(dégazage + apport météoritique)+ rayonnement solaire 75 %+ CO2 --> effet de serrerayonnement solaireCO2--> océans + permanence eau liquide

D’après Kasting (1987) in L. Latouche (1997)

Atmosphère actuelle :N2 = 74,04 % O2 = 20,99 % CO2 = 0,03 %t° = 13 °C p = 1 bar (+ Ar, Ne, He)Atmosphère archéenne :N2 = 65 % CO2 = 31 % H2S = 3 %t° = 5 - 20 °C ± HCl, HF, CO, CH4, NH3Atmosphère Vénus :N2 = 1,7 % O2 = infime CO2 = 98 %t° = 477 °C p = 91 bars (+ SO2, Ar, Ne)Atmosphère Mars :N2 = 2,7 % O2 = 0,1 % CO2 = 95 %t° = - 53 °C p = 0,006 bar

Eau océanique primitive+ anoxique+ acide+ riche en chlorelessivage basalte+ riche en Na, K, Ca, Mg, Al et FePrécipitation de minéraux caractéristiques :- Greenalite (silicate de fer hydraté)- Sidérite (carbonate de fer)

métazoaireseucaryotescyanobactériesprocaryotesoxygènephotosynthèseoxygéniquephotosynthèseanoxygéniquechimiolithotrophie

L!ère des procaryotesstromatolithes? Isua (Sud Groenland) 3,8 GAWarrawoona - North Pole (W Australie)3,5 GAFig Tree Group - Swaziland (Afrique Sud)3 GAGunflint - Ontario (Canada)2 GABitter Springs (Australie centrale)0,9 GApréservation des structures organiquessphérules & filamentsbactéries

Structure stromatolithique de Warrawoona (Australie)- 3,5 G.A.V. Beaumont ( 1994)

Cellules isoléesMicrofossiles d’un silex stromatolithiquede Warrawoona (Australie) - 3,5 G.A.V. Beaumont ( 1994)

Barberton greenstone belt, Onverwacht GroupF. Westall et al. (2001)

Chert de Gunflint (2 GA) - Minnesota V. Beaumont in L. Latouche (1997)

Chert de Gunflint (2 GA)

hétérocyste5 µmAnabaena cf. flos-aquae (La Durandière, Loire)JGB

hétérocysteAnabaena cf. flos-aquae (La Durandière)

avènement des cyanobactériescyanobactériesdouble autotrophie photosynthèse O2fixation de l!azoteatmosphérique(hétérocystes)émergence des profiteurs aérobiesconséquencesholocauste des anaérobies

Vers l!EucaryoteDernier ancêtre commun à toutes les cellules :LUCA = last universel common ancestor+ ancêtre n!ayant pas atteint le stade procaryote ?+ ancêtre : cellule possédant un génome à ADN(copie de gènes codant une série d!enzymes-> synthèse des protéines) = Cenancestornombreux traits communs partagés par toutes les cellules

Evolution de l!Eucaryote par endosymbiose(L. Margulis, 1967 ; de Duve, 1990)Phagocyte primitif : archéobactérie ? modifiée-> accroissement de taille+ déformation de la membranewww.snowballearth.org/ people.htmlmitochondries : bactéries pourpres photosynthétiqueschloroplastes : cyanobactéries + Prochlorophytes (eubactéries)peroxysomes : précurseurs utilisateurs d!O2 (détoxification)symbiose mitochondriale tardive / Eucaryotesymbiose chloroplastique plus tardive

selon Gupta & Goldring (1996)1. «#Eucyte#» (Archée)englobé par une Eubactérie Gram -dépourvue de membrane2. La membrane de la bactérie Gram -Enveloppe l!Eucyte dont la membranedisparaît3. Séparation entre la membraneinvaginée et la membrane extérieure-> formation de l!enveloppe nucléaireet du reticulum endoplasmiqued’après M.C. Maurel (1997), selon Gupta & Goldring (1996)

EubactériesAncêtreuniverselbactérieGramnégativeBactéries pourpresCyanobactériesPlantesAnimauxEucaryotesChampignonseucyteProtistesArchaebactéries= Archéesd’après M.C. Maurel (1997)

Grypania spiralis (1,9 G.A.)Eucaryote (1,4 G.A.)R.A. Kerr (2005)

L’ère des microbes ?… mais nous y sommes toujours

5. la vie ailleurs ?La vie sur Mars ?

Mars actuelFaible pression atmosphérique et basses températures :pas d!eau liquidel!eau : en grande quantité à la surface et dans le sous-sol… mais sous forme de glace ou de vapeurabsence d!une couche d!ozone protectricesol stérilisé sur plusieurs mètres par des composés oxydants! pas de trace tangible de vie en surfacemais extrêmophiles ?pas de vieeau liquide ? sous plusieurs km (T > 0°C)sources chaudes (volcanisme résiduel)bactéries chimiolithotrophes (halophiles, thermophiles ?)

Mars l!ancienIl y a 3,5 à 4 milliards d!annéesdepuis la sonde Mariner (1965) … à Mars Exploration Rovers (2004)Planète archiviste-> dépôts très anciens (> 3,5 GA = Noachien) préservésl!eau -> érosion et sédimentationanciennes vallées fluviatiles et sédiments stratifiés déposés sous l!eau (lacs)sites : lacs de cratères d!impactOcéan ? -> Oceanus borealisindices minéraux :+ argiles+ sulfates (gypse, jarosite)+ hématiteeau et oxygèneNASA/JPL

Sur Marsconditions favorables à la vie sur qq centaines demillions d!années : Noachien / début Hespérien=> Vie primitive ?J. KirschvinkKirschvink & Weiss (2001) :grande disponibilité énergétique utilisable biologiquement/meilleur potentiel que sur la Terre à l!Hadéen/début ArchéenImpacts d!astéroïdes sur Mars-> éjectats de fragments de surface martienne-> chute sur TerreALH 84001 (Allan Hill)Âge ! 3,6 GAÉjection ! 16 MAChute ! 13 000 ansDécouverte -> 1984survie de spores procaryotiques possible (?) à l!intérieur des fragmentsHypothèse : la vie sur Terre n!aurait-elle pas une origine martienne ?

Tous martiens ?… peut-être ?