Le méthane est un puissant gaz à effet de serre qui contribue de manière significative au changement climatique. Pendant de nombreuses années, les scientifiques ont pensé que ce gaz était produit uniquement par des microbes unicellulaires appelés Archées, par décomposition de matière organique en l’absence d’oxygène. Cependant, une nouvelle étude menée par l’Institut Max Planck de microbiologie terrestre suggère qu’en réalité tous les organismes libèrent du méthane à des degrés divers.
Lorsque des chercheurs de l’Institut Max Planck ont découvert il y a 16 ans la libération de méthane par les plantes en présence d’oxygène, ils ont d’abord douté de ces résultats. Cependant, après avoir observé que des champignons, des algues et des cyanobactéries produisaient également du méthane dans des conditions aérobies, les scientifiques ont commencé à se rendre compte que la formation de méthane était plus répandue qu’on ne le pensait initialement. Mais jusqu’à récemment, les activités enzymatiques étaient considérées comme responsables de la formation de ce gaz. Aujourd’hui, des chercheurs ont montré que ce processus pourrait également avoir lieu via un mécanisme purement chimique, sans implication d’enzymes.
« Cette étude constitue donc une étape importante dans notre compréhension de la formation aérobie de méthane dans l’environnement », a déclaré l’auteur principal Frank Keppler, géoscientifique à l’Université de Heidelberg. « Ce mécanisme universel explique également les observations de notre précédente étude sur les rejets de méthane des plantes. »
Le professeur Keppler et ses collègues ont montré, en utilisant la bactérie Bacillus subtilis, qu’il existe un lien étroit entre l’activité métabolique et l’ampleur de la formation de méthane. Sous l’influence de l’oxygène, l’activité métabolique conduit à la formation d’espèces réactives de l’oxygène dans les cellules, notamment du peroxyde d’hydrogène et des radicaux hydroxyles. En interaction avec le fer, des composés de fer tétravalents hautement réactifs et des radicaux hydroxyles se forment, qui entraînent ensuite le clivage d’un radical méthyle à partir de composés soufrés et azotés méthylés. Enfin, une réaction chimique entre le radical méthyle et un atome d’hydrogène conduit à la formation de méthane.
Les scientifiques ont vérifié la formation de méthane induite par les espèces réactives de l’oxygène dans plus de 30 organismes modèles, allant des bactéries et archées aux levures, en passant par les cellules végétales et même les lignées cellulaires humaines.
« La formation de méthane déclenchée par des espèces réactives de l’oxygène se produit très probablement dans tous les organismes », a rapporté l’auteur principal de l’étude, Leonard Ernst, doctorant à l’Institut Max Planck.
Ernst et ses collègues ont également découvert qu’un stress oxydatif supplémentaire – déclenché par des températures ambiantes plus élevées ou par l’ajout de substances formant des espèces réactives de l’oxygène – entraînait une augmentation de la formation de méthane dans les organismes examinés.
Les résultats pourraient expliquer pourquoi la production de méthane par un certain organisme peut varier considérablement et pourquoi les facteurs de stress ont un impact profond sur la quantité de production. Par exemple, les changements dans les conditions environnementales et thermiques provoqués par le réchauffement climatique pourraient potentiellement influencer les niveaux de stress de nombreux organismes et donc leurs émissions de méthane.
Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour clarifier les fondements chimiques de la production de méthane et leurs relations complexes avec les facteurs de stress environnementaux.
L’étude est publiée dans la revue Nature.
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Par Andreï Ionescu, Espèces-menacées.fr Rédacteur
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