Biosfera profunda

La biosfera profunda es la parte de la biosfera ubicada debajo de los primeros metros de la superficie.

Según los datos científicos disponibles actualmente, se extiende al menos hasta 5 kilómetros por debajo de la superficie continental y hasta 10,5 kilómetros por debajo de la superficie del mar. Abarca los tres dominios de la vida y su diversidad genética parece ser comparable a la de la superficie. Esta vida a menudo puede prescindir de oxígeno (anaerobiosis) y luego se basa en azufre.

Definición de elementos

La biosfera profunda se desarrolló sobre un sustrato sin iluminación con poco o ningún oxígeno, en el lecho marino o en la corteza terrestre.

Para el lecho marino, una definición operativa de subsuelo profundo es la región que no es penetrada por agua de mar ni bioturbada por animales; suele estar a un metro o más por debajo de la superficie. En los continentes, está por debajo de unos pocos metros, excluidos los suelos. Los organismos en esta área a veces se denominan intraterrestres.

Historia científica

En la década de 1920 , en la Universidad de Chicago , el geólogo Edson Bastin trató de comprender, incluso con la ayuda del microbiólogo Frank Greer, por qué el agua extraída de los campos petrolíferos contiene sulfuro de hidrógeno y bicarbonatos , dos productos químicos sintetizados convencionalmente por bacterias. En este caso, sin embargo, el agua provino de una profundidad donde el calor y la presión se consideran demasiado grandes para sustentar la vida. Estos dos investigadores pudieron cultivar bacterias anaeróbicas reductoras de sulfato en agua, lo que demuestra que los productos químicos eran de origen bacteriano.

También en la década de 1920, Charles Lipman, un microbiólogo de la Universidad de California (Berkeley), señaló que las bacterias encerradas en botellas selladas durante 40 años podían revivir (un fenómeno conocido como anhidrobiosis . Luego se preguntó si era así. Lo mismo ocurre con para las bacterias presentes en las vetas de carbón vegetal. Esteriliza muestras de carbón vegetal, las humedece, las tritura y luego logra cultivar bacterias del polvo de este carbón vegetal. El procedimiento de esterilización (calentar el carbón vegetal a 160 ° C durante un máximo de 50 horas en realidad alentó su crecimiento. Publicó estos resultados en 1931 .

Los primeros estudios sobre la vida subterránea fueron realizados por Claude E. Zobell, el "padre de la microbiología marina", desde finales de los años treinta hasta los cincuenta [9]. Aunque la profundidad de extracción es limitada, los microbios se encuentran dondequiera que se muestreen los sedimentos. Y cuanto más aumenta la profundidad, más microbios aeróbicos dan paso a anaerobios.

La mayoría de los biólogos inicialmente se negaron a creer que existía una vida profunda, especialmente después del hundimiento del sumergible Alvin (1968) después de que se encontraron restos de comida que no mostraban signos de descomposición microbiana. Esto reforzó la visión de un mar abiótico profundo (y por extensión subsuelo), lo que provocó que el estudio de la biosfera profunda estuviera inactivo durante décadas, a excepción de unos pocos microbiólogos soviéticos que comenzaron a considerarse geomicrobiólogos.

El interés por la vida subterránea reapareció cuando el Departamento de Energía de los Estados Unidos buscó una forma segura de enterrar los desechos nucleares, cuando Frank J. Wobber se dio cuenta de que los microbios que vivían en las profundidades de la superficie podían interactuar con los desechos o sus contenedores enterrados. Comenzó un programa de ciencias del subsuelo para estudiar la vida profunda. Para resolver el problema del riesgo de contaminación de la muestra, se ha diseñado un equipo especial para minimizar el contacto entre un testigo y el fluido de perforación que lubrica la broca. Además, se agregaron trazadores al fluido de perforación para poder verificar si había contaminado la muestra.

En 1987, se perforaron varios pozos cerca del sitio del río Savannah y se encontraron microorganismos abundantes y diversos hasta al menos 500 metros por debajo de la superficie.

De 1983 a 2003, los microbiólogos encontraron y estudiaron numerosas células en el núcleo de perforación del Programa de Perforación Oceánica.

Un grupo dirigido por John Parkes (Universidad de Bristol) informa niveles de 10⁴ a 10⁸ células por gramo de sedimento hasta una profundidad de 500 metros (los suelos agrícolas contienen alrededor de 10⁹ células por gramo), lo que inicialmente despierta cierto escepticismo. 4 años para que su equipo publique estos resultados.

En 1998, William Whitman y sus colegas publicaron el resumen de datos de 12 años en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, estimando que casi el 95% de todos los procariotas (arqueas y bacterias) viven en el subsuelo profundo, incluido el 55% en el lecho marino. y 39% en el subsuelo terrestre.

En 2002, ODP Leg 201 se lanza en busca de la vida profunda cuando las exploraciones anteriores casi siempre se habían referido a los márgenes continentales. Por tanto, el objetivo era perforar en alta mar con fines comparativos.

metodos cientificos

Coleccion de muestra

Análisis y manipulación en campo

Métodos moleculares y cultivo.

Alcance

Diversidad

Ver también

Notas y referencias

  1. Tori M. Hoehler y Bo Barker Jorgensen , “  Vida microbiana bajo limitación de energía extrema  ”, Nature Reviews Microbiology , vol.  11,16 de enero de 2013, p.  83-94 ( DOI  10.1038 / nrmicro2939 )
  2. A. Schippers , "Deep biosphere" , en Enciclopedia de Geociencias Marinas , Dordrecht,2015( ISBN  978-94-007-6644-0 )
  3. Yinon M. Bar-On , Rob Phillips y Ron Milo , "  La distribución de la biomasa en la Tierra  ", Actas de la Academia Nacional de Ciencias , vol.  115, n o  25,19 de junio de 2018, p.  6506–6511 ( PMCID  6016768 , DOI  10.1073 / pnas.1711842115 )
  4. (en) Katrina Edwards , "  North Pond: ¿Busca Intraterrenas Vida  " , Scientific American Red Blog ,2 de septiembre de 2011( leer en línea , consultado el 18 de enero de 2019 )
  5. Olivia Judson , "  Conoce a los intraterrestres  ", Opinionator ,10 de junio de 2008( leer en línea , consultado el 18 de enero de 2019 )
  6. William M. Alley , Calidad regional del agua subterránea , John Wiley & Sons,1993, 634  p. ( ISBN  978-0-471-28453-6 , presentación en línea ) , pág.  182
  7. Peter D. Ward y Donald Brownlee , Rare Earth: Why Complex Life is Uncommon in the Universe , Copérnico,2006, Pbk. ed. , 7–12  pág. ( ISBN  978-0-387-21848-9 , presentación en línea )
  8. Onstott 2016 , Capítulo 1
  9. Amanda Leigh Mascarelli , "  Low Life  ", la naturaleza , vol.  459, n o  7248,11 de junio de 2009, p.  770–773 ( DOI  10.1038 / 459770a )
  10. Katrina J. Edwards , Keir Becker y Frederick Colwell , “  The Deep, la energía oscura de la Biosfera: La vida en la Tierra Intraterrenas  ”, Annual Review of Tierra y Planetarias , vol.  40, n o  1,30 de mayo de 2012, p.  551-568 ( DOI  10.1146 / annurev-earth-042711-105500 )
  11. James K. Fredrickson y Tullis C. Onstott , "  Los microbios interior de la tierra  ", Scientific American , vol.  275, n o  4,1996, p.  68–73 ( JSTOR  24993405 )
  12. FS Colwell y S. D'Hondt , "  Naturaleza y extensión de la biosfera profunda  ", Reseñas en Mineralogía y Geoquímica , vol.  75, n o  1,13 de febrero de 2013, p.  547–574 ( DOI  10.2138 / rmg.2013.75.17 )
  13. Onstott 2016 , capítulo 6
  14. "  Leg 201: Controles sobre comunidades microbianas en sedimentos profundamente enterrados, sitios del este del Pacífico ecuatorial y del margen de Perú 1225-1231  " , sobre el Programa de perforación oceánica (consultado el 20 de julio de 2019 )

Artículos relacionados

Bibliografía