Subsister dans la subsurface terrestre profonde: les microorganismes ne peuvent-ils vivre que d'eau et de roches ?

 

Cassandre Lazar

Université du Québec à Montréal

 

Domaine : environnement

Programme : établissement de nouveaux chercheurs universitaires

Concours 2019-2020

La biosphère profonde demeure un des derniers territoires inexplorés sur Terre. La subsurface terrestre profonde est composée de systèmes d'aquifères et de couches de substrats rocheux situés sous nos pieds. Cette région de la subsurface terrestre contient une large portion des procaryotes sur Terre, qui jouent un rôle important dans les cycles biogéochimiques d'éléments clés (C, N et P). Ils participent aussi à la formation et aux transformations ayant lieu dans cet habitat. Néanmoins, les interactions de ce microbiote souterrain avec son environnement géochimique et géologique demeurent peu comprises. Les communautés microbiennes dans la subsurface terrestre sont non seulement composées d'une fraction mobile, vivant dans les eaux souterraines, mais aussi d'une fraction endolithique qui vit dans les roches. Bien qu'il ait été postulé que ce microbiote endolitique soit plus abondante et actif que le microbiote mobile, peu d'études ont porté sur leur diversité et métabolismes. La biosphère terrestre profonde est caractérisée par des conditions extrêmes, et les microorganismes qui y vivent doivent trouver des façons de s'adapter et survivre. Cependant, les voies biochimiques utilisées par les populations microbiennes de la subsurface profonde, leurs sources d'énergie, de nutriments et de carbone restent à déterminer. Afin de pallier à ces lacunes, je propose un projet de recherche basé sur deux volets distincts mais complémentaires, ayant pour objectif d'examiner la diversité et le métabolisme des communautés microbiennes dans des aquifères profondes (1 km sous la surface) dans la région de Bécancour au Québec. Le premier volet sera centré sur les communautés microbiennes mobiles dans les eaux souterraines de ces systèmes d'aquifères. Le second volet sera centré sur les communautés microbiennes endolitiques, basé sur la collecte d'échantillons de roche provenant de ces mêmes systèmes d'aquifères profonds. Ces deux aspects du projet seront étudiés en utilisant une combinaison d'approches de séquençage génomique et métagénomique, et d'analyses complémentaires des facteurs environnementaux. Ainsi, les deux volets de cette recherche permettront d'examiner les deux types de populations microbiennes qui vivent dans biosphère terrestre profonde. Ils fourniront non seulement des informations sur les métabolismes des microorganismes vivant dans l'eau, mais fourniront aussi des nouvelles connaissances sur la façon dont les microorganismes vivent et survivent dans les roches. Les corrélations entre les facteurs géochimiques mesurés dans les eaux souterraines, les propriétés géologiques des roches et la diversité et les métabolismes microbiens seront déterminées. Ces analyses nous renseigneront sur les interactions entre les minéraux, les molécules chimiques et les microbes dans la susburface terrestre profonde. Ceci nous permettra de comprendre comment les activités métaboliques du microbiote de la biosphère profonde auront un impact sur les cycles des éléments cruciaux sur Terre.