Comprendre la vie sur Terre : un voyage avec le Dr Judith Klatt aux origines de la Terre

Rayonnement UV intense, métaux lourds, fortes variations de température, faible teneur en oxygène : certains microbes vivent dans des environnements que l’on a du mal à imaginer. La géomicrobiologiste Judith Klatt, qui travaille depuis 2022 à l’Institut Max Planck de microbiologie terrestre à Marbourg et dirige un groupe de recherche au Centre d’avenir « Mikrokosmos Erde », a emmené son auditoire à la Steinmühle dans un voyage de découverte à la rencontre de ces micro-organismes passés maîtres dans l’art de la survie.

 

Travail interdisciplinaire

La conférence scientifique intitulée « Les bactéries à la limite » était également un voyage à la découverte des tout premiers microbes et des origines de la vie : « Il s’agit de comprendre la vie microbienne et, en même temps, les limites de la vie », a déclaré le Dr Judith Klatt. Cette compréhension naît à la croisée de plusieurs disciplines : la physique, la biologie et la chimie.

 

Une dimension temporelle de grande envergure

L’un des lieux de recherche du Dr Klatt est par exemple Hawaï : « Nos travaux nous ouvrent une fenêtre sur l’histoire de la Terre sur une période de 4,5 milliards d’années », a expliqué la chercheuse, donnant ainsi à son auditoire une idée de la dimension temporelle étudiée. Par ailleurs, des thèmes liés aux sciences de l’environnement reviennent régulièrement au cours de ce séjour de recherche et contribuent à mieux comprendre les fluctuations de la température maximale ainsi que de la teneur en oxygène et en CO₂ de l’atmosphère au cours de l’histoire de la Terre. Selon le Dr Klatt, ces deux éléments sont très étroitement liés au « microbiome mondial ».

 

Principes fondamentaux de la biologie moléculaire

Les milieux de vie extrêmes ouvrent sans cesse de nouveaux horizons à la recherche et aux équipes de chercheurs. C’est ainsi que les fondements de la biologie moléculaire ont été isolés à partir de micro-organismes vivant dans des milieux extrêmement chauds ou froids : par exemple, les enzymes utilisées pour les réactions en chaîne par polymérase (PCR), qui constituent la base des tests de paternité et des empreintes génétiques en médecine légale. De même, des micro-organismes tels que les cyanobactéries, communément appelées « algues bleues », ont assuré et assurent encore aujourd’hui la production d’oxygène et ont joué un rôle déterminant dans l’enrichissement en oxygène de notre atmosphère au Précambrien. Les cyanobactéries sont des organismes unicellulaires qui vivent en eau douce et en eau de mer et tirent leur énergie de la photosynthèse, à l’instar de nos plantes vertes. Ce processus génère de l’oxygène, qui s’échappe des « tapis microbiens » et peut être mesuré, par exemple, par l’équipe du Dr Klatt à l’aide de microsenseurs.

 

La recherche dans des conditions extrêmement difficiles

« Il peut être difficile de travailler sur le terrain », se souvient par exemple la conférencière, évoquant un séjour de recherche dans les hautes Andes, à 3 000 mètres d’altitude. Un trajet de 24 heures jusqu’au supermarché le plus proche a confronté l’équipe de chercheurs, outre la nécessité de répondre à la question de recherche à l’aide de méthodes complexes, à la tâche délicate de subvenir à ses propres besoins. Aucune vie stable de micro-organismes n’a pu y être constatée jusqu’à présent. La présence d’oxygène ne serait donc pas, à elle seule, un signe certain de vie.

 

Des photos impressionnantes

À l’Institut Max Planck de microbiologie terrestre de Marbourg, les conditions extrêmes auxquelles l’équipe de chercheurs est confrontée sur le terrain sont également simulées en laboratoire. « La reproduction des conditions observées lors des travaux de terrain ne parvient bien sûr jamais tout à fait à égaler celles de l’environnement naturel, mais cela nous permet néanmoins d’étudier de manière très fidèle les dynamiques considérables au sein d’un habitat extrême, même sur de longues périodes », explique le Dr Judith Klatt, qui a illustré ses propos par des photos impressionnantes et a suscité beaucoup d’enthousiasme parmi les élèves grâce à son exposé.

 

Une chercheuse distinguée

Par ses travaux, le Dr Judith Klatt contribue à faire de Marbourg un pôle d’excellence en matière de recherche de pointe. En 2024, par exemple, elle s’est vu attribuer la bourse « ERC Starting Grant » par le Conseil européen de la recherche.

Cette présentation s’inscrivait dans le cadre de la série de conférences « Microbes for Future » organisée par l’Institut Max Planck de microbiologie terrestre de Marbourg, en collaboration avec le Centre de recherche pour les élèves de Hesse centrale (SFZ).

Les présentations scientifiques se poursuivent.

(Angela Heinemann / Dr Sven-A. Freibert)