Les bactéries capables de capter le carbone

Alors que les émissions mondiales de gaz à effet de serre ont atteint un niveau record l’année dernière, de nombreux scientifiques et dirigeants mondiaux affirment désormais que de nouvelles technologies capables de capter le carbone et de le stocker sous terre sont nécessaires pour aider le monde à atteindre ses objectifs climatiques.

Et certains pensent que la nature pourrait apporter une solution puissante. Les microbes – ces minuscules organismes présents tout autour de nous mais invisibles à l’œil nu – jouent un rôle essentiel dans la capture du carbone et dans l’impact sur le climat. De plus, ils pourraient également être exploités pour résoudre d’autres problèmes environnementaux, tels que la chute drastique des populations de pollinisateurs.

Des scientifiques ont récemment découvert un microbe, un type de cyanobactérie, au large d'une île volcanique proche de la Sicile, qui consomme du dioxyde de carbone (CO2) « étonnamment rapidement ».

L'île de Vulcano est entourée de sources hydrothermales sous-marines, riches sources de CO2. Ces évents sont situés dans des eaux peu profondes, ce qui signifie qu’ils sont exposés à la lumière du soleil (contrairement aux évents des profondeurs océaniques). Tout cela a créé un environnement parfait pour l’évolution des microbes qui utilisent le CO2 comme source de nourriture.

Les microbes découverts ici en septembre 2022 sont « hyper efficaces pour consommer du CO2 via la photosynthèse », déclare Braden Tierney, spécialiste des données spécialisé en microbiologie au Weill Cornell Medical College et à la Harvard Medical School, et directeur exécutif du Two Frontiers Project, qui a dirigé la recherche. Le projet a été financé par la société américaine de biotechnologie Seed Health, qui emploie Tierney comme consultant.

En collaboration avec une équipe de chercheurs des universités Harvard et Cornell aux États-Unis et de l'Université de Palerme en Sicile, et avec l'aide de la communauté Vulcano, Tierney a isolé un microbe qui convertit le CO2 en biomasse plus rapidement que les autres cyanobactéries connues. Une étude présentant les résultats sera publiée plus tard cette année.

Des scientifiques ont découvert un type de cyanobactérie qui consomme du CO2 "étonnamment rapidement" au large d'une île volcanique près de la Sicile (Crédit Getty Images)

Les cyanobactéries sont un type de bactérie qui utilise la photosynthèse pour obtenir de l'énergie, capturant ainsi le carbone, et la nouvelle souche est « l'une des cyanobactéries à la croissance la plus rapide… jamais signalée », explique Tierney. Il décrit les cyanobactéries comme les « petits alchimistes de la nature », car elles absorbent de grandes quantités de CO2 et peuvent le convertir en ressources utiles, comme des carburants ou des plastiques biodégradables.

"Les premières données ont montré que [cette nouvelle souche] générait 22 % de biomasse en plus que les autres souches à la croissance la plus rapide", explique Tierney. À mesure qu’il devient plus dense et plus lourd, le microbe coule dans l’eau, ce qui l’aide à séquestrer le CO2 qu’il absorbe, explique-t-il.

Le potentiel de captage du carbone des cyanobactéries est déjà largement étudié. Ce qui rend cette découverte « vraiment remarquable », c'est le fait que la souche de cyanobactérie peut absorber le CO2 à un rythme si rapide, explique Helen Onyeaka, microbiologiste industrielle et professeure associée à l'Université de Birmingham au Royaume-Uni.

"Bien que des recherches aient été menées sur les microbes consommateurs rapides de CO2, le taux d'absorption de cette souche particulière semble sans précédent", dit-elle.

Une « base de données vivante »

Cette année, Tierney et son équipe se sont également rendus dans les montagnes Rocheuses du Colorado à la recherche de microbes davantage gourmands en carbone. La région est "un foyer d'activité pour les sources carbonatées" et les concentrations de CO2 dissous sont jusqu'à mille fois supérieures à celles des suintements volcaniques de Sicile, selon les chercheurs. Tierney dit qu'ils ont isolé ici des souches microbiennes avec « des niveaux de CO2 beaucoup plus élevés que ce que nous avons réellement vu en Sicile ».

L'équipe crée une « base de données vivante » qui sera accessible à d'autres scientifiques du monde entier, leur permettant d'associer des séquences d'ADN avec les échantillons de bactéries en banque et ainsi de continuer à étudier les microbes longtemps après les expéditions.

Tierney affirme que les découvertes de Vulcano « élargissent notre vision de milliards d’années d’évolution ». En raison de la capacité des microbes à s'adapter aux différentes conditions environnementales et aux changements planétaires, il se sent "confiant que dans ces processus évolutifs se trouvent les outils dont nous avons besoin pour faire face au [changement climatique]".