Une étude examine la vie à l’intérieur et à l’extérieur des suintements d’hydrocarbures des fonds marins

Une étude examine la vie à l'intérieur et à l'extérieur des suintements d'hydrocarbures des fonds marins

Une étude examine la vie à l'intérieur et à l'extérieur des suintements d'hydrocarbures des fonds marins

Crédit: University of Delaware

Les cellules microbiennes se trouvent en abondance dans les sédiments marins sous l’océan et constituent une quantité importante de la biomasse microbienne totale de la planète. Les microbes trouvés plus profondément dans l’océan, comme dans les suintements d’hydrocarbures, sont généralement censés avoir des taux de renouvellement de la population lents et de faibles quantités d’énergie disponible, où plus un microbe est trouvé plus bas, moins il dispose d’énergie.


Une nouvelle étude publiée à partir d’une collaboration avec l’Université du Delaware et ExxonMobil Research and Engineering montre que peut-être les communautés microbiennes trouvées plus profondément dans les sédiments du fond marin dans et autour des sites d’infiltration d’hydrocarbures ont plus d’énergie disponible et des taux de rotation de la population plus élevés qu’on ne le pensait auparavant.

À l’aide d’échantillons de sédiments recueillis par des chercheurs d’ExxonMobil, le professeur UD Jennifer Biddle et son groupe de laboratoire, dont Rui Zhao, un chercheur postdoctoral qui est le premier auteur du document; Kristin Yoshimura, qui a obtenu son doctorat de l’UD; et Glenn Christman, un bioinformaticien – a travaillé sur une étude en collaboration avec Zara Summers, un microbiologiste d’ExxonMobil. L’étude, récemment publiée dans Rapports scientifiques, examine comment la dynamique microbienne est influencée par les sites d’infiltration d’hydrocarbures dans le golfe du Mexique.

Biddle et ses membres de laboratoire ont reçu les sédiments congelés, recueillis lors d’une croisière de recherche, d’ExxonMobil, puis extrait l’ADN et séquencé au Delaware Biotechnology Institute (DBI).

Une étude examine la vie à l'intérieur et à l'extérieur des suintements d'hydrocarbures des fonds marins

À l’aide d’échantillons de sédiments prélevés par Exxon Mobil, Jennifer Biddle, professeur à l’Université du Delaware, et son groupe de laboratoire ont étudié comment la dynamique microbienne est influencée par les sites d’infiltration d’hydrocarbures dans le golfe du Mexique. Crédit: University of Delaware

Les échantillons du groupe de laboratoire de Biddle étudiés étaient ceux prélevés dans des suintements d’hydrocarbures plus profonds qui sont généralement ignorés.

« La plupart des gens ne regardent que les deux premiers centimètres de sédiments à un suintement, mais cela regardait en fait de 10 à 15 centimètres vers le bas », a déclaré le professeur agrégé Biddle à la School of Marine Science and Policy du College of Earth, Ocean and Environment de l’UD. . « Nous avons ensuite comparé les zones d’infiltration aux zones sans infiltration, et l’environnement semblait vraiment différent. »

À l’intérieur du suintement, les microbes mènent potentiellement une vie rapide et moins efficace tandis qu’à l’extérieur du suintement, les microbes mènent une vie plus lente mais plus efficace. Cela pourrait être attribué aux sources d’énergie dont ils disposent dans leur environnement.

«Comprendre l’écologie microbienne des infiltrations d’eau profonde est un élément important de la compréhension des communautés axées sur les hydrocarbures», a déclaré Summers.

Une étude examine la vie à l'intérieur et à l'extérieur des suintements d'hydrocarbures des fonds marins

On pense que les microbes trouvés plus profondément dans l’océan ont des taux de renouvellement de la population lents et de faibles quantités d’énergie disponible. Cependant, les communautés microbiennes trouvées plus profondément dans les sédiments du fond marin à l’intérieur et autour des sites d’infiltration d’hydrocarbures ont plus d’énergie disponible et des taux de renouvellement de la population plus élevés qu’on ne le pensait auparavant. Crédit: University of Delaware

Biddle a déclaré que les microbes sont toujours limités par quelque chose dans l’environnement, comme la façon dont pendant la quarantaine, nous sommes limités par la quantité de papier hygiénique disponible. « En dehors du suintement, les microbes sont probablement limités par le carbone, tandis qu’à l’intérieur du suintement, les microbes sont limités par l’azote », a déclaré Biddle.

Alors que les microbes trouvés à l’intérieur du suintement semblent se précipiter pour produire plus d’azote pour suivre et croître avec leurs collègues microbes, à l’extérieur du suintement, les chercheurs ont trouvé un équilibre de carbone et d’azote, l’azote étant en fait utilisé par les microbes comme source d’énergie.

« Habituellement, nous ne pensons pas que l’azote est utilisé pour l’énergie. Il sert à fabriquer des molécules, mais quelque chose qui m’a frappé était de considérer l’azote comme une source d’énergie importante », a déclaré Biddle.

Cette différence entre les microbes trouvés à l’intérieur des suintements et ceux trouvés à l’extérieur des suintements pourrait potentiellement refléter la façon dont les microbes se comportent plus haut dans la colonne d’eau.

Une étude examine la vie à l'intérieur et à l'extérieur des suintements d'hydrocarbures des fonds marins

Des échantillons de carottes de sédiments ont été prélevés par un véhicule sous-marin télécommandé (ROV) sur des sites d’infiltration et des sites sans infiltration pour comparaison. À l’intérieur du suintement, les microbes mènent potentiellement une vie rapide et moins efficace tandis qu’à l’extérieur du suintement, les microbes mènent une vie plus lente mais plus efficace. Crédit: University of Delaware

Des recherches antérieures sur les microbes de la colonne d’eau montrent qu’il existe différents types de microbes: ceux qui sont moins efficaces et mènent un mode de vie plus axé sur la concurrence où ils n’utilisent pas chaque molécule aussi bien qu’ils le pourraient et ceux qui sont vraiment rationalisés, don ne gaspillez rien et sont super efficaces.

« Cela me fait me demander si les microbes qui vivent à ces suintements sont potentiellement du gaspillage et ils se développent rapidement mais ils sont moins efficaces et les organismes en dehors des suintements sont un organisme très différent où ils sont bien plus efficaces et bien plus plus rationalisé « , a déclaré M. Biddle, dont l’équipe a présenté une proposition de retourner en mer pour enquêter plus avant. « Nous voulons examiner ces dynamiques pour déterminer s’il est toujours vrai qu’il y a une vie rapide et moins efficace à l’intérieur du suintement, puis une vie plus lente et bien plus efficace en dehors du suintement. »

Une étude examine la vie à l'intérieur et à l'extérieur des suintements d'hydrocarbures des fonds marins

Suite à l’étude des carottes, cette recherche a montré que les sédiments d’infiltration plus profonds sont très probablement fortement impactés par les matériaux remontant du fond. Cela signifie que le suintement pourrait supporter une plus grande quantité de biomasse qu’on ne le pensait auparavant. Crédit: University of Delaware

De plus, Biddle a déclaré que cette recherche a montré que les sédiments plus profonds dans les infiltrations sont très probablement fortement impactés par le matériau provenant du fond, ce qui signifie que le suintement pourrait supporter une plus grande quantité de biomasse qu’on ne le pensait auparavant.

« Nous pensons souvent à un suintement soutenant la vie comme les vers tubicoles et les choses qui sont à l’expression des sédiments, mais le fait que cela puisse aller des mètres au-dessous d’eux change vraiment la biomasse totale que le suintement soutient », a déclaré Biddle. « L’une des grandes implications pour les sites d’infiltration en ce qui concerne l’influence de ces fluides à venir est que nous ne savons pas à quelle profondeur il va en termes de changement dans l’impact de la vie souterraine. »

Summers a ajouté que ce sont des informations intéressantes « lorsque l’on considère la connectivité des réservoirs de pétrole et l’influence sur les suintements d’hydrocarbures ».


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Plus d’information:
Rui Zhao et al. Vues métagénomiques de la dynamique microbienne influencée par l’infiltration d’hydrocarbures dans les sédiments du golfe du Mexique, Rapports scientifiques (2020). DOI: 10.1038 / s41598-020-62840-z

Fourni par l’Université du Delaware

Citation: Une étude examine la vie à l’intérieur et à l’extérieur des suintements d’hydrocarbures des fonds marins (2020, 9 juillet) récupéré le 10 juillet 2020 sur https://phys.org/news/2020-07-life-seafloor-hydrocarbon-seeps.html

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