Micro-organismes dangereux dans la boue

Les volcans de boue sont des structures géologiques uniques, créées par la pression tectonique. Ils sont alimentés par des liquides situés profondément sous la surface de la Terre. (© TU Berlin/ZAA/Dirk Schulze-Makuch)

Les volcans de boue sont des structures géologiques uniques, créées par la pression tectonique. Ils sont alimentés par des liquides situés profondément sous la surface de la Terre. (© TU Berlin/ZAA/Dirk Schulze-Makuch)

Lorsqu’un groupe de recherche autour de l’astrobiologiste et géologue de la TU, Prof. Dr. Dirk Schulze-Makuch, a chemico-microbiologiquement étudié plusieurs volcans de boue sur l’île caribéenne de Trinité à la recherche d’organismes vivants dans des environnements particulièrement hostiles à la vie, il a vécu une surprise. Les chercheurs ont trouvé différentes souches bactériennes pathogènes dangereuses, notamment celles connues comme des germes multirésistants hospitaliers, qui très probablement ne proviennent pas des profondeurs du volcan de boue, mais sont introduites par des eaux de surface et de pluie. Les chercheurs ont alors recentré leur objectif d’étude et publié le résultat dans la revue spécialisée d’Elsevier « Science of the Total Environment ».

Les volcans de boue sont des structures géologiques uniques, formées par la pression tectonique. Ils sont alimentés par des fluides situés profondément sous la surface terrestre et se trouvent principalement dans des zones où la croûte terrestre est très active tectoniquement. Une telle zone se trouve par exemple autour de la faille de Los Bajos sur l’île de Trinité, la plus grande des îles des Petites Antilles dans la Caraïbe. Là, le groupe de recherche a prélevé des échantillons solides et liquides de trois de ces volcans de boue afin d’en faire une caractérisation chimique et microbiologique et de déterminer si la composition de la boue varie au nord et au sud de la ligne de faille. « Notre étude a d’abord confirmé des hypothèses selon lesquelles au moins certains des fluides des volcans de boue sont un mélange d’eau salée plus profonde et d’eau de surface ou de pluie », explique le Prof. Dirk Schulze-Makuch du Centre d’astronomie et d’astrophysique de la TU, qui est également professeur adjoint à l’Université d’État de l’Arizona ainsi qu’à l’Université d’État de Washington, et président de la Société allemande d’astrobiologie, et qui, avec son groupe de travail, s’intéresse depuis plusieurs années à la habitabilité des potentiels habitats de vie dans des environnements hostiles, par exemple sur Mars.

Bactéries comme experts de la survie – et une découverte risquée

« Dans nos analyses microbiologiques, nous avons pu analyser différentes colonisations aérobies et anaérobies, c’est-à-dire des bactéries pouvant vivre avec ou sans oxygène environnant. Certaines peuvent réduire le sulfate, d’autres produisent du méthane, ce qui indique un métabolisme spécifique, d’autres encore fixent le dioxyde de carbone ou les nitrates, dont elles tirent de l’énergie. Plusieurs espèces identifiées étaient halophiles, c’est-à-dire salinité préférée, et proviendraient probablement des eaux souterraines plus profondes riches en sel. » Mais ce qui a surpris les chercheurs, c’est la découverte de différentes espèces bactériennes hautement pathogènes et pathogènes. « Ces bactéries trouvées colonisent typiquement le tractus digestif des humains et des mammifères, et certaines sont même responsables d’infections urinaires », explique Schulze-Makuch.

Parmi les bactéries pathogènes, on a également trouvé celles de la famille des Enterobacteriaceae, connues notamment pour leur effet nuisible sur les plantes. De plus, l’Enterobacter cloacae a été identifié, qui a été principalement trouvé ces dernières années dans des hôpitaux, notamment dans des services de soins aux nouveau-nés. Elles sont particulièrement connues comme germes multirésistants et responsables de plusieurs épidémies infectieuses. Un autre agent pathogène découvert est Klebsiella variicola. Cette bactérie est associée à des maladies des plantes sur des plantations de bananes et de canne à sucre. Elle a également été isolée chez des vaches souffrant d’inflammations mammaires ou de septicémies. 

Les eaux contaminées pourraient nuire aux humains, aux animaux et aux plantes

Dans l’ensemble, il est peu probable que l’eau infectée provienne des profondeurs alimentant les volcans de boue, selon les chercheurs. Elle a probablement été entraînée par la surface. Étant donné qu’à Trinité, l’eau des volcans de boue provient principalement de réservoirs d’eau de mer situés profondément sous la surface terrestre, mélangés à de l’eau provenant d’aquifères proches de la surface, on suppose que l’eau de surface provient dans au moins un cas d’une rivière voisine qui inonde occasionnellement la région. Des contre-échantillons d’autres régions où se trouvent des volcans de boue ont été négatifs.

« Nos résultats biochimiques et microbiologiques ne permettent pas nécessairement de conclure à une contamination anthropogénique, c’est-à-dire causée par l’homme. Mais cela est très probable dans certains sites », explique Dirk Schulze-Makuch, et le groupe de recherche recommande : « En tout cas, la charge pathogène observée dans les échantillons de boue volcanique représente un risque sérieux pour la santé humaine et animale, surtout si l’eau contaminée provient d’inondations. Cela doit faire l’objet de recherches supplémentaires. »

La publication originale est disponible à l’adresse :

Dirk Schulze-Makuch, Shirin Haque, Denise Beckles, Philippe Schmitt-Kopplin, Mourad Harir, Beate Schneider, Christine Stumpp, et Dirk Wagner
Une caractérisation chimique et microbiologique de volcans de boue sélectionnés à Trinité révèle la présence de pathogènes introduits par l’eau de surface et l’eau de pluie

Pour plus d’informations, n’hésitez pas à contacter :

Prof. Dr. Dirk Schulze-Makuch
Université Technique de Berlin
Centre d’astronomie et d’astrophysique de la TU Berlin
Habitabilité planétaire et astrobiologie
Tél. : 030 314-23736
E-mail : schulze-makuch@tu-berlin.de