Comment les animaux des sources hydrothermales vivent-ils d'un produit chimique qui empoisonne presque toute la vie ?

En confiant la chimie à des microbes. La lumière du soleil n'atteint jamais les sources hydrothermales profondes, donc rien n'y peut faire de photosynthèse. À la place, la base de la chaîne alimentaire est formée de bactéries et d'archées chimiosynthétiques : elles fixent le carbone grâce à l'énergie de produits chimiques comme le sulfure, et transforment sulfure d'hydrogène, dioxyde de carbone et oxygène en molécules organiques. Beaucoup d'animaux des sources abritent ces microbes dans leur corps, dans leurs branchies ou des tissus spécialisés, et c'est cette symbiose qui permet à la vie multicellulaire d'y survivre, car le sulfure est extrêmement toxique pour presque toute la vie sur Terre.

Les vers tubicoles géants poussent ce partenariat le plus loin. Ils n'ont ni bouche ni tube digestif. Ils ont à la place un organe appelé trophosome, où vivent leurs bactéries partenaires et où se fait la nutrition, et un panache rouge vif qui capte l'oxygène, le sulfure d'hydrogène et le dioxyde de carbone pour nourrir ces bactéries. Ce rouge vient de leur hémoglobine, capable de transporter l'oxygène sans être gênée par le sulfure, alors que les deux réagissent normalement très facilement l'un avec l'autre. En 2005, les chercheurs ont compris comment : des ions zinc fixent le sulfure d'hydrogène dans l'hémoglobine du ver, ce qui l'empêche de réagir avec l'oxygène, protège les tissus du ver et l'apporte aux bactéries.

Ce partenariat fait des sources de véritables oasis. Les sources hydrothermales sont des fissures du fond marin d'où jaillit de l'eau chauffée par la géothermie, souvent là où les plaques tectoniques s'écartent, à des températures allant jusqu'à 464 °C, contre environ 2 °C pour l'eau profonde alentour. Comparées à la majeure partie des grands fonds, les zones qui les entourent sont biologiquement plus productives, avec des vers tubicoles géants, des palourdes, des patelles et des crevettes. Les scientifiques ont été stupéfaits de trouver ces sources grouillantes de vie en 1977 ; en 1981, ils avaient compris que les vers tubicoles sont nourris par leurs bactéries, et le même genre de partenariat a été trouvé chez des palourdes en 1983 et chez des moules des sources en 1984.

Certains scientifiques pensent que des sources comme celles-ci ont pu aider la vie à apparaître sur Terre, et des sources actives existeraient aujourd'hui sur Europe, une lune de Jupiter, et sur Encelade, une lune de Saturne.