La vie sous l’Antarctique // Life underneath Antarctica

Lorsqu’on prononce le mot Antarctique, on pense en général à un désert de glace, même si on sait qu’il existe des formes de vie à la surface du continent avec les phoques et les manchots.
Une nouvelle étude publiée fin décembre 2021 dans la revue Current Biology nous apprend que des scientifiques ont découvert des formes de vie plus abondantes que prévu sous la banquise antarctique.
En utilisant la technique du forage à l’eau chaude, des scientifiques de l’Institut Alfred Wegener en Allemagne ont percé deux trous d’environ 200 mètres de profondeur dans la banquise antarctique. Au fond des forages, ils ont découvert sur le plancher océanique des fragments de vie appartenant à plus de 77 espèces. Certaines d’entre elles avaient déjà été observées en Antarctique, mais les fragments de plusieurs nouvelles espèces sont inconnus dans la région. Cette abondance d’êtres vivants dans ces conditions extrêmes est très surprenante et nous rappelle à quel point la vie marine en Antarctique est unique en son genre.La plupart de ces nombreuses espèces animales se nourrissent de phytoplancton, en sachant qu’aucune plante ou algue ne peut vivre dans cet environnement.
Les chercheurs expliquent que la chose la plus surprenante est la durée de vie sous l’Antarctique. La datation au Carbone 14 de fragments prélevés sur les fonds marins révèle un laps de temps allant de l’époque actuelle jusqu’à il y a 5 800 ans. Les chercheurs rappellent par ailleurs que les théories actuelles affirment que la vie devient moins abondante au fur et à mesure que l’on s’éloigne de l’eau libre. Effectivement, certains poissons et autres vers peuvent vivre dans ces environnements. Cependant, les organismes filtreurs comme ceux observés par les scientifiques allemands sont généralement les premiers à disparaître et encore plus lorsque l’on s’éloigne de l’eau et du soleil. Cela ne semble donc pas être le cas sous l’Antarctique.
Les scientifiques se désespèrent en constatant les effets du réchauffement climatique sur l’Antarctique. Cela signifie qu’ils auront de moins en moins de temps pour étudier ces formes de vie avant que leur environnement ne cesse d’exister.
Sources : Yahoo News, BGR.

Cette étude confirme les découvertes de vie que le biologiste marin français Laurent Ballesta (que je salue ici) avait faites lors d’une remarquable plongée sous la banquise antarctique en 2016. Dans le même temps, Vincent Munier (que le salue également) avait fait un très bon reportage en surface sur les moeurs des manchots La vidéo de cette expédition dirigée par le cinéaste Luc Jacquet et intitulée « Antarctica, sur les traces de l’empereur » est disponible aujourd’hui en DVD.

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When you mention the word Antarctica, you think about a frozen wasteland, although you’ve heard there is some life on the continent: seals,penguins…

In a new study published late December in the journal Current Biology, scientists have discovered more marine life than previously expected under the Antarctic ice shelf.

Using hot water, scientists from the Alfred Wegener Institute in Germany drilled two holes. The holes were roughly 200 meters deep in the Antarctic ice shelf. There they found fragments of life on the seabed which included over 77 species. Some of the species had already been discovered in Antarctica. However, there were fragments from several new species that they did not previously know about in the area. The discovery of so much life living in these extreme conditions comes as a complete surprise and reminds us how Antarctic marine life is so unique and special. Among the many animal types, most feed on phytoplankton, yet no plants or algae can live in this environment.

Researchers say that the most surprising thing is how long life has been underneath Antarctica. Carbon dating of dead fragments of these seafloor animals varied from current to 5,800 years, Despite living 3-9km from the nearest open water, an oasis of life may have existed continuously for nearly 6,000 years under the ice shelf. The researchers also note that current theories say life becomes less abundant as you move further from the open water. Indeed, some fish, worms, and other small mobile scavengers can live in these environments. However, filter feeding organisms like the ones found by scientists usually disappear first. Especially as you move farther from the water and sun. That does,not appear to be the case underneath Antarctica.

Unfortunately, scientists say the rapid rate of climate change our world is currently undergoing means we have less and less time to study these lifeforms before their environment ceases to exist.

Sources: Yahoo News, BGR.

Dégel du pergélisol : Une nouvelle découverte inquiétante // Permafrost thawing : Another disturbing discovery

Voici une histoire qui a fait sourire une chroniqueuse de France Info et les journalistes présents dans le studio, mais qui n’est peut-être pas aussi drôle que cela.

Des scientifiques russes ont déterré une créature qui avait séjourné dans le pergélisol de l’Arctique pendant des dizaines de milliers d’années. Ils lui ont apporté un peu de chaleur et ladite créature a repris goût à la vie. Elle a réussi à survivre à 24 000 années d’inertie grâce à la capacité de son corps à se mettre en hibernation une fois que la température est descendue à un certain niveau.

Les chercheurs russes ont expliqué leur découverte dans un article publié dans la revue Current Biology. La petite créature en question est un rotifère bdelloïde. Ces animaux multicellulaires vivent en milieu aquatique et ont la réputation d’être particulièrement résistants aux très basses températures. De toute évidence, ils sont capables de survivre au processus de congélation puis de décongélation, et ils ne sont pas les seuls à avoir cette capacité. Toutefois, on ignore pendant combien de temps un animal doit être congelé pour ne plus pouvoir reprendre vie. Si une créature peut survivre à la congélation pendant un an, cela ne signifie pas forcément qu’elle pourra également survivre à la congélation pendant 10 ou 100 ans, ou dans le cas du rotifère bdelloïde, pendant 24 000 ans.

Les chercheurs russes ont découvert cette créature en Sibérie, et ce n’est pas la première fois que de telles formes de vie sont retirées du permafrost puis ramenées à la vie. De minuscules vers ont également été découverts récemment dans la couche de sol gelé de la région. Une fois que les scientifiques ont eu la possibilité d’augmenter leur température dans un environnement contrôlé, ils ont repris goût à la vie.

De telles recherches et découvertes font naître bon nombre de questions. Lorsqu’on déterre quelque chose qui a été gelé pendant des dizaines de milliers d’années, il y a toujours le risque qu’il soit porteur d’une maladie ou d’un virus encore inconnu. Si un jour nous n’avons pas les moyens de faire face à une maladie ramenée à la vie par un animal congelé, nous risquons de devoir faire face à une chaîne d’événements catastrophique.

Je ne peux m’empêcher de garder à l’esprit l’histoire que j’ai racontée dans une note publiée le 16 avril 2020. J’y expliquais qu’en août 1997, une équipe scientifique a exhumé au Svalbard les corps de jeunes Norvégiens morts de la grippe espagnole. Les chercheurs ont prélevé des échantillons de tissus des poumons, du cerveau et des reins. Les organes étaient relativement bien conservés…et le virus aussi !

Les chercheurs qui effectuent ces travaux prennent des précautions pour s’assurer que des épidémies ne sortent pas des laboratoires. De plus, les créatures qui reviennent à la vie après un séjour dans le sol gelé ne vivent souvent pas assez longtemps pour que de réels problèmes apparaissent. Pourtant, il est inquiétant de savoir que ces animaux sont âgés de dizaines de milliers d’années mais qu’ils sont toujours bien vivants.

J’ai mis en garde à plusieurs reprises sur ce blog sur les risques de fonte du pergélisol dans les années à venir. En plus des émissions de gaz à effet de serre tels que le dioxyde de carbone et le méthane, la fonte du sol gelé peut raviver des microbes et des virus jusque-là inconnus. Nous pouvons voir à quel point la pandémie de COVID-19 peut être mortelle. Rien ne prouve que de nouvelles épidémies ne seront pas causées par des bactéries jusque-là emprisonnées dans le sol gelé.

Source : Yahoo News.

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It sounds like a story coming out of a science fiction movie, but it is something real: Scientists have unearthed something that had been buried in the Arctic permafrost for tens of thousands of years and warmed it up a bit. The creature then stirred as its cells slowly woke up from their long stasis. It travelled 24,000 years thanks to its body’s ability to shut itself down once temperatures reached a certain low.

In a new paper published in the journal Current Biology, researchers reveal their discovery of a microscopic animal frozen in the Arctic permafrost for an estimated 24,000 years. The tiny creature is called a bdelloid rotifer. These multicellular animals live in aquatic environments and have a reputation for being particularly hardy when it comes to frigid temperatures. They are obviously capable of surviving the process of being frozen and then thawed, and they are not the only tiny animal to have this ability.

However, there is always the question of just how long an animal can be frozen before it can no longer be woken back up. If a creature can survive being frozen for a year, that does not automatically mean that it can also survive being frozen for 10 years or 100, or in the case of the bdelloid rotifer, 24,000.

This discovery was made in Siberia, and it us not the first time that frozen creatures have been pulled from the ground there and then woken back up. Tiny worms were also discovered in the frozen soil layer in the region not long ago and, once scientists had the opportunity to raise their temperature in a controlled environment, they sprung back to life.

There are always big questions about the safety of conducting research like this. When unearthing something that has been frozen for tens of thousands of years there is always the possibility that it carries some kind of disease that has not been seen by humans before. If life on Earth today is not well-equipped to deal with an illness brought back to life by a frozen animal, it could trigger a truly catastrophic chain of events.

I can’t help keeping in mind the story I told in a post released on April 16th, 2020. In August 1997, a scientific team exhumed in Svalbard the bodies of young Norwegians who had died of the Spanish flu. They took samples of tissues from the lungs, the brain and the kidneys. The organs were relatively well preserved, which means that the terrible virus was too!

Researchers conducting this kind of work take precautions to ensure outbreaks do not occur, and the creatures that come back to life from the frozen ground often do not live long enough for containment issues to be much of a concern anyway. Still, it is disturbing to know that these animals are technically tens of thousands of years old but still alive and well.

I have repeatedly warned on this blog about the risks of the melting permafrost in the coming years. In addition to greenhouse gas emissions such as carbon dioxide and methane, the melting of the frozen soil can revive previously unknown microbes and viruses. We can see how deadly the COVID-19 pandemic can be. There is nothing to prove that new epidemics will not be caused by bacteria so far frozen in the ground.

Source: Yahoo News.

Zones recouvertes par le permafrost (Source : NOAA)

Premiers signes de vie dans des lacs volcaniques acides ? // Early life signs in acidic volcanic lakes?

Une étude effectuée par une équipe de chercheurs de l’Université d’Akita (Japon) a révélé que peu de temps après avoir émergé de l’océan, la vie a pu s’adapter et s’installer dans des lacs volcaniques acides. L’étude, publiée dans la revue Earth and Planetary Science Letters, s’appuie sur une analyse géochimique de roches sédimentaires vieilles de trois milliards d’années prélevées dans le bassin de Witwatersrand en Afrique du Sud.

Les conclusions de l’étude japonaise ne sont pas vraiment un scoop. Des recherches antérieures ont déjà mis en évidence des signes de vie autour des «fumeurs noirs» au fond des océans, ou dans des mares de boue volcanique comme les celles qui mijotent dans la caldeira d’Uzon au Kamtchatka.

L’équipe japonaise a concentré son travail sur le Dominion Group, une formation rocheuse datant du Mésoarchéen et qui se trouve sur l’une des plus anciennes portions de la croûte terrestre – le craton du Kaapvaal – en Afrique australe. Bien que le Dominion Group se compose principalement de roches volcaniques, les chercheurs ont été plus intrigués par ses litages de roches sédimentaires, connus localement sous le nom de Wonderstone.

Dans trois carrières différentes, les chercheurs ont découvert des parois de Wonderstone, parfois hautes de plusieurs dizaines de mètres. Le matériau se compose principalement de grès et de schistes que les chercheurs ont interprété comme des débris provenant de l’érosion d’un volcan et qui auraient glissé dans un grand lac. Ce lac aurait existé à peine quelques dizaines de millions d’années après l’émergence du continent de l’océan.

La Wonderstone est une roche d’aspect sombre, presque noir et lisse. La couleur provient d’un matériau riche en carbone intercalé entre les grains de la roche. Bien que les mineurs exploitent les gisements de Wonderstone depuis des décennies, l’origine du carbone reste un mystère.

L’équipe scientifique japonaise a étudié les origines du matériau de couleur sombre en examinant la disposition des différentes formes de carbone dans la roche. Ils ont remarqué que la forme la plus lourde était rare, ce qui laisse supposer qu’elle provient d’êtres vivants tels que des micro-organismes morts. Les chercheurs ont également constaté que le profil du carbone correspondait à celui que l’on est censé trouver dans des organismes producteurs de méthane, ou méthanogènes. Ces organismes appartiennent à une ancienne famille de bactéries, les archées ou Archaea, connues pour leur capacité à survivre dans des conditions extrêmes.

En général, on pense que l’acidité n’est pas propice à la vie, mais elle a permis d’expulser des roches volcaniques les nutriments nécessaires à la vie. Ces nutriments ont pu également être fournis par une autre source. En observant les métaux présents dans la Wonderstone, les chercheurs sont arrivés à la conclusion que les fluides chauds présents dans les profondeurs avaient pu s’infiltrer dans l’ancien lac et y apporter des nutriments. Aujourd’hui, les colonies d’archées colonisent les bouches hydrothermales, elles aussi  riches en nutriments, au fond des océans.

Les chercheurs pensent que la Wonderstone pourrait permettre aux scientifiques de mieux comprendre les anciens environnements lacustres sur Mars et la vie qui a pu y élire domicile, à supposer qu’une telle vie ait jamais existé.

Source: Yahoo News / ABC News.

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 A team of researchers from Akita University in Japan has suggested that shortly after emerging from the sea, life may have adapted to survive in acidic volcanic lakes. Their research, published in the journal Earth and Planetary Science Letters, comes from a geochemical analysis of 3-billion-year-old sedimentary rocks in the Witwatersrand Basin of South Africa.

The findings are not really new. Previous studies evidenced signs of life in the “black smokers” at the bottom of the oceans, or at volcanic mud pools like the acidic thermal pools in the Uzon Caldera (Kamchatka).

The Japanese team focused their study on the Dominion Group, a formation of rocks assembled in the Mesoarchean on what is today some of the oldest crust on Earth – southern Africa’s Kaapvaal Craton. Though the Dominion Group consists mostly of volcanic rocks, the researchers were most intrigued by its beds of sedimentary rock, known by local miners as Wonderstone*.

In three different quarries, the researchers found walls of Wonderstone, sometimes tens of meters tall. It consisted mostly of sandstones and shales, which they interpreted as debris that eroded from a volcano and slid downhill into a large lake. This lake would have existed just tens of millions of years after the continent’s emergence from the sea.

The Wonderstone is dark, almost black, and soft. The colour comes from a carbon-rich material interspersed between the rock’s grains. Although miners have exploited the Wonderstone deposits for decades, the origins of the carbon had remained a mystery.

The scientific team decided to investigate the origins of the dark material by looking at the array of different forms of carbon in the rock. They found a scarcity of the heaviest form of the element, which suggested that it came from living things such as dead microorganisms.

The team also found that the carbon profile matched what would be expected of methane-producing organisms, called methanogens. These organisms belong to an ancient domain of microbes called Archaea, which are known for their ability to survive in extreme conditions.

In general, it is believed that acidity is not conducive for life. But it leached nutrients from the volcanic rocks, which were necessary for life. Sustenance may have also come from another source. Metals present in the Wonderstone hinted to the researchers that hot fluids from deep underground were likely seeping into the ancient lake and bringing nutrients with them. Today, colonies of Archaea cluster around similarly nutrient-rich vents on the seafloor.

The researchers believe the Wonderstone could help scientists better understand ancient lake environments on Mars. Moreover, the rocks could shed light on the environments Martian life might have inhabited, if it ever existed.

Source: Yahoo News / ABC News.

* Wonderstone est l’appellation commerciale de la pyrophyllite qui est extradite en plusieurs endroits de la planète, comme l’Inde et l’Afrique du Sud.

Carrière de Wonderstone en Afrique du Sud

Echantillon de Wonderstone noire car riche en carbone

( Photos : Wonderstone Ltd)

Les archées ont d’abord été découvertes dans les environnements extrêmes, comme les sources chaudes volcaniques (Photo : C. Grandpey)

La vie sous la banquise antarctique // Life beneath the Antarctic ice shelf

Le 26 février 2021, un énorme iceberg baptisé A74, d’une superficie d’environ 1290 km2, s’est détaché de la plateforme glaciaire de Brunt en Antarctique. Quelques jours plus tard, le Polarstern, un navire scientifique géré par l’Institut Alfred Wegener, qui effectuait des recherches dans l’est de la mer de Weddell, a réussi à se frayer un passage dans la zone étroite entre l’A74 et la plateforme Brunt. Les scientifiques ont pu étudier les fonds marins qui venaient d’être libres de glace suite au vêlage de l’iceberg.

Les équipes scientifiques essaient fréquemment de sonder les eaux sous les plateformes glaciaires juste après un vêlage pour mieux comprendre la vie de ces écosystèmes uniques, mais la tâche n’est pas facile. Il faut être au bon endroit au bon moment, et très souvent la glace de mer empêche un navire de recherche de se positionner au-dessus de sa cible.

Le Polarstern utilise un système d’observation et de bathymétrie du plancher océanique (OFOBS). Il s’agit d’un ensemble d’instruments sophistiqués qui est remorqué en profondeur derrière le navire. En cinq heures, les instruments ont pu collecté près de 1 000 images haute résolution et de longues séquences vidéo.

La glace avait recouvert pendant de longues années la zone où se trouvait l’A74. Malgré cela, une vie riche et diversifiée a pu s’établir sur le fond marin. Sur les images, on peut voir de nombreux animaux sessiles agrippés à un grand nombre de petites pierres éparpillées sur le fond marin recouvert de sédiments. La majorité de ces êtres vivants sont des organismes filtreurs qui parviennent à vivre sur des matériaux fins transportés sous la glace au cours des dernières décennies. Une faune mobile comprenant des holothuries, des ophiures, divers mollusques, ainsi qu’au moins cinq espèces de poissons et deux espèces de poulpes a également été observée.

Selon les chercheurs, il n’est pas vraiment surprenant de trouver ce genre de communauté aussi profond sous la banquise, mais cela montre qu’il existe une bonne réserve de nourriture à une telle profondeur. Cette nourriture est produite par le plancton qui prolifère à la surface de la mer grâce à la lumière du soleil et qui est ensuite entraîné sous la banquise par les courants de la mer de Weddell. Ce sont ces mêmes courants qui déplaceront l’iceberg A74 vers l’ouest. Il fera le tour de la mer de Weddell puis se dirigera vers le nord avant d’aller mourir dans l’Océan Austral.

La partie orientale de la mer de Weddell est intéressante car elle n’a pas subi les effets du réchauffement climatique autant que le secteur ouest à proximité de la Péninsule Antarctique. Cette situation ne durera peut-être pas car des modèles informatiques montrent qu’il pourrait y avoir des incursions régulières d’eau chaude océanique en provenance du nord d’ici la fin du siècle.

Source: La BBC.

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On February 26th, 2021, a huge iceberg called A 74 with an area of about 1,290 sq km, broke away from the Brunt ice shelf in Antarctica. A few days later, the Polarstern, a scientific vessel run by the Alfred Wegener Institute, which was doing research in the eastern Weddell Sea, managed to visit the narrow area of seafloor between A74 and the Brunt Ice Shelf which had just been exposed by the calving iceberg.

Research groups frequently try to probe waters below freshly calved ice shelves, to better understand how these unique ecosystems operate, but success is not easy. You have to be in the right place in Antarctica at just the right time, and often the sea-ice conditions simply won’t let a research ship get into position above the target site.

The Polarstern employs an Ocean Floor Observation and Bathymetry System (OFOBS). This is a sophisticated instrument package that is towed behind the ship at depth.

Over five hours, the system collected almost 1,000 high-resolution images and long sequences of video.

Despite the years of continuous ice coverage, a developed and diverse seafloor community was observed. In the images, numerous sessile animals can be seen attached to various small stones scattered liberally across the soft seafloor. The majority of these are filter-feeding organisms, presumably subsisting on fine material transported under the ice over these last decades. Some mobile fauna, such as holothurians, ophiuroids, various molluscs, as well as at least five species of fish and two species of octopus were also observed.

According to the researchers, finding this kind of community this far under the ice shelf is not surprising but it is a good indication that there is a rich supply of food reaching very deep under the ice shelf. This food is produced by plankton in the sunlit sea surface nearby, then dragged under the ice shelf by the currents of the Weddell Sea. These same currents will eventually move the iceberg westward around the Weddell Sea and then northwards to its doom in the Southern Ocean. .

The Weddell Sea’s eastern side is interesting because it has not witnessed the warming effects that have been observed in its western sector, next to the Antarctic Peninsula. This situation may not last, however, with computer models suggesting there could be regular incursions of warm ocean water from the north by the century’s end.

Source: The BBC.

Image satellite de l’iceberg A74 et du chenal emprunté par le Polarstern que l’on aperçoit sur la vignette (Source : Copernicus / Sentinel 2)