Au cours des deux premiers milliards d’années de la vie sur Terre, il n’existait en réalité que des microbes anaérobies. Il y a environ 2,4 milliards d’années lors de la Grande Oxydation, l’atmosphère et les océans se sont progressivement remplis d’oxygène, forçant ces microbes à s’adapter à leur nouvel environnement. Pendant longtemps, le déroulement de cette incroyable transition est resté un mystère. D’après une nouvelle étude, publiée dans Nature Communications, la clé pour comprendre cet épisode pourrait se trouver du côté d’une étrange bactérie.
C’est au fin fond d’une source chaude du parc national de Yellowstone que les scientifiques ont détecté Hydrogenobacter RSW1. Ils ont alors constaté avec surprise que cette bactérie effectue simultanément une respiration aérobie et anaérobie, ce qui semblait jusqu’ici impossible. En laboratoire, RSW1 a démontré qu’elle pouvait combiner ces deux types de métabolismes. En l’absence d’oxygène, elle utilise l’hydrogène et le soufre pour produire du sulfure (la forme d’énergie des organismes anaérobies), mais ne croît pas. Lorsqu’elle a de l’oxygène à disposition, la bactérie active son métabolisme aérobie pour croître rapidement, tout en continuant de produire du sulfure. Cela montre bien qu’elle est capable de combiner ces deux modes respiratoires, ce qui fait d’elle une bactérie “unique”, comme le souligne Ranjani Murali, microbiologiste environnementale à l’Université du Nevada.
Cette découverte suggère que RSW1 réussit à protéger sa respiration anaérobie de l’oxygène, probablement grâce à des supercomplexes chimiques (assemblages d'enzymes) internes qui isolent et consomment rapidement le gaz. Cette double respiration permet à la bactérie de tirer parti de deux sources d’énergie simultanément et constitue un avantage évolutif dans des environnements instables, où l’oxygène est présent de manière inégale, comme dans les sources thermales de Yellowstone.
Ce métabolisme hybride pourrait aider à comprendre comment les microbes ont survécu à la Grande Oxydation. À cette époque, de nombreux organismes anaérobies ont été confrontés à un environnement devenu toxique pour leur respiration habituelle. Les microbes capables de tolérer ou même d’utiliser l’oxygène tout en maintenant leur respiration anaérobie auraient eu un avantage significatif, leur permettant de continuer à croître et à se reproduire malgré des conditions fluctuantes.
