La chimiosynthèse et la symbiose

Il existe de nombreux types de bactéries et d'archées dans les émissions chaudes. Beaucoup d'entre eux peuvent produire de la nourriture par un processus appelé chimiosynthèse. Ils utilisent, par exemple, le sulfure d'hydrogène toxique - le gaz des œufs pourris - du fluide de hydrothermal et l'oxygène de l'eau de mer environnante pour oxyder le sulfure d'hydrogène. En même temps, l'oxygène est réduit au cours de cette réaction. Beaucoup d’énergie est produite lors de ce processus. Cette énergie est utilisée pour transformer le dioxyde de carbone inorganique en carbone organique, qui est leur nourriture. Le principe est le même que pour la photosynthèse des plantes, mais les bactéries utilisent l'énergie des composés chimiques plutôt que l'énergie du soleil.

Plusieurs gros animaux comme le ver tubicole géant, le ver Pompéi, des moules et même des petits mollusques vermiformes vivent en symbiose avec des bactéries utilisant le sulfure d’hydrogène. Soit ces bactéries sont à l'intérieur des animaux comme dans le ver tubicole ou la moule, soit elles vivent sur la peau des animaux, comme dans le ver Pompéi et le mollusque vermiforme. Tous ces animaux sont appelés hôtes, les bactéries soufrées sont appelées symbiotes.

Les symbiotes reçoivent tous les composés chimiques de l'hôte pour fixer le carbone inorganique et produire de la nourriture. Cette nourriture, les bactéries l'utilisent pour se développer, mais elles la partagent avec l'hôte. L'hôte est nourri par les symbiotes. Certains hôtes se nourrissent en outre de bactéries libres en utilisant leur bouche pour l'absorption et leur intestin pour digérer la nourriture. C'est le cas des moules, des vers Pompei et des mollusques vermiformes. Seuls les vers tubicoles n'ont plus de bouche ni de tube digestif. Ils vivent exclusivement de la nourriture qu'ils reçoivent de leurs symbiotes.

De gauche à droite (Photographies Monika Bright)

Mollusque ressemblant à un ver du phylum Mollusca et de la famille des Solenogastres avec le nom scientifique Helicoradomenia. Ces vers d'environ 3 mm de long n'ont pas de coquille. Au lieu de cela, ils ont de minuscules poils faits du même matériau que les coquilles de moules et d'escargots. Les symbiotes vivent entre ces poils mais certains d'entre eux ont également été trouvés dans la peau.

Le ver Pomeii appartient au phylum Annelida de la famille Alvinellidae (nom scientifique Alvinella pompejana). Ces vers vivent sur les fumeurs noirs. Où leur limite de température réelle est encore controversée. Ils construisent des tubes et des températures allant jusqu'à 120° Celsius ont été mesurées. Parce qu'ils peuvent se déplacer dans leur tube et donc réguler eux-mêmes la température, autour de 50° Celsius semble prouvé. Aucun autre animal ne peut supporter une telle chaleur dans l'océan.

Le ver tubicole géant Riftia pachyptila du phylum Annelida, famille Siboglinidae a été étudié pendant plus de 20 ans. C'est l'invertébré à la croissance la plus rapide que nous connaissions. Il peut atteindre 80 cm au cours de sa première année de vie. Il le fait sans bouche ni tube digestif. A la place, il a des bactéries à l'intérieur du corps dans un organe, appelé le trophosome.

La moule Bathymodiolus thermophilus appartient au phylum Mollusca, famille des Bivalves. Les bactéries utilisant le sulfure d’hydrogène sont situées dans les branchies de l'animal. Ces moules peuvent se déplacer et donc et donc aussi peuvent choisir les bonnes conditions de vie. Elles affectionnent l’eau à quelques degrés seulement au-dessus de l'eau de mer froide environnante.