Croissance de micro-organismes dans un simulat de régolithe martien à activité de l’eau réduite

Pourquoi la poussière sèche de Mars pourrait encore abriter la vie

Quand on imagine la vie sur Mars, on pense souvent à des rivières coulant ou à des océans enfouis. Mais la planète rouge d’aujourd’hui est desséchée à la surface, l’eau liquide y étant pour l’essentiel impossible. Cette étude pose une question apparemment simple aux conséquences importantes : des microbes résistants pourraient-ils malgré tout croître lentement dans un sol de type martien en utilisant uniquement l’humidité de l’air ? En testant des microbes désertiques terrestres dans un simulant de sol martien réaliste, les chercheurs examinent quelle quantité minimale d’eau la vie pourrait nécessiter pour subsister — et ce que cela implique pour la recherche de vie sur Mars et pour la protection de la planète contre notre contamination.

Tester la vie dans une fausse terre martienne

Pour explorer cela, l’équipe a utilisé un sol commercial appelé Mojave Mars Simulant 2 (MMS-2). Il est composé de roche basaltique concassée mélangée à de petites quantités de sulfate de calcium et d’autres oxydes pour ressembler au régolithe martien. Ce simulant contient déjà une communauté naturelle de microbes désertiques. Les chercheurs ont d’abord chauffé le sol pour éliminer l’ADN détectable et pousser la plupart des cellules en mode survie, comme cela pourrait se produire dans des environnements planétaires hostiles. Ils ont ensuite placé 1 gramme de ce sol dans une boîte de Pétri à deux compartiments spéciale : un côté contenait le sol, l’autre de l’eau pure ou des solutions salines contrôlant la quantité de vapeur d’eau remplissant l’espace aérien scellé au-dessus. Pendant des semaines, seule la vapeur d’eau — et non de l’eau liquide — pouvait atteindre le sol, reproduisant la manière dont le sol martien interagit avec son atmosphère mince et sèche.

Mesurer la croissance en pesant le matériel génétique

Les outils standard de microbiologie reposent souvent sur des cultures liquides opaques ou des colonies sur gélose, des méthodes peu adaptées aux roches et sols opaques. L’équipe a donc suivi la croissance en extrayant et en mesurant directement la masse totale d’ADN du sol à différents moments. Ils ont d’abord validé cette approche avec la bactérie bien connue Bacillus subtilis cultivée en liquide. Les mesures d’ADN correspondaient étroitement aux courbes de croissance traditionnelles basées sur la densité optique et le dénombrement des colonies, confirmant qu’une augmentation de la masse d’ADN peut fidèlement remplacer la réplication microbienne. Forts de cette confiance, ils sont revenus au sol de type martien et ont suivi l’évolution des niveaux d’ADN au fil du temps sous divers degrés de sécheresse, appelés activité de l’eau.

Repousser les microbes vers la limite de sécheresse

L’activité de l’eau (aw) décrit la quantité d’eau « libre » disponible pour la vie, sur une échelle de 0 (totalement sec) à 1 (eau liquide pure). La plupart des microbes terrestres cessent de se répliquer bien au-dessus de aw 0,9, et la limite la plus basse confirmée pour la vie dans des liquides riches en sucre se situe autour de 0,585. Dans cette étude, les chercheurs ont incubé le simulant martien à des valeurs d’aw de 1,0, 0,75, 0,65, 0,34 et une valeur extrêmement sèche de 0,12, toutes à 30 °C et à une pression semblable à celle de la Terre. À des activités de l’eau plus élevées, l’ADN dans le sol augmentait rapidement, atteignant un pic en 15–20 jours puis diminuant à mesure que les nutriments s’épuisaient ou que les cellules mouraient. À mesure que les conditions devenaient plus sèches, la croissance ralentissait drastiquement : à aw 0,34, il a fallu environ 30 jours pour atteindre un pic d’ADN beaucoup plus faible, environ trois fois inférieur à celui observé à aw 1,0. À aw 0,12, l’ADN n’a jamais dépassé les niveaux détectables sur 60 jours. Des tests statistiques ont confirmé que la modeste augmentation d’ADN à aw 0,34 était réelle et non due au simple bruit expérimental.

Des sels, du sol imbibé et des cellules petites et stressées

L’équipe a aussi exploré l’effet d’un ajout de sulfate de magnésium, un sel connu pour fortement attirer l’eau, au simulant. Avec seulement 5 % de ce sel en masse, le sol a absorbé jusqu’à la moitié de son poids en eau de l’air et est resté visiblement humide, se stabilisant autour d’une aw de 0,96. Fait surprenant, même dans ce milieu plus humide, il a fallu environ 40–45 jours avant que les niveaux d’ADN n’atteignent un pic, et la quantité totale d’ADN était inférieure à celle du simulant simple à aw 1,0. Des images microscopiques de cellules colorées ont montré que, lorsque l’activité de l’eau diminuait, les cellules devenaient moins nombreuses et souvent plus petites, en particulier à aw 0,34 et dans le sol riche en sulfate de magnésium. Cela suggère que non seulement la quantité d’eau, mais aussi les sels spécifiques et la chimie du sol influencent fortement la capacité des microbes à survivre et à se diviser dans de tels milieux hostiles, salés et alcalins.

Ce que cela signifie pour Mars et pour nous

L’étude montre que des microbes désertiques naturellement présents à l’intérieur d’un sol rocheux peuvent lentement accumuler de l’ADN, de manière compatible avec une croissance limitée, même à des activités de l’eau aussi basses qu’environ 0,34 — beaucoup plus sèches que les limites classiques établies dans des liquides simples de laboratoire. Bien que les expériences aient été menées à des températures et pressions confortables pour la Terre, elles suggèrent que la vie hébergée par la roche sur Mars pourrait potentiellement exploiter l’humidité atmosphérique transitoire pour persister dans de minuscules niches protégées. Pour les scientifiques planétaires, cela élargit la gamme de conditions considérées comme « habitables » sur des mondes secs et renforce la nécessité d’une protection planétaire rigoureuse. Si nos propres microbes peuvent survivre et parfois se reproduire sous une telle humidité martienne aride, alors les futures missions doivent être conçues pour éviter de semer par inadvertance la vie terrestre sur d’autres planètes avant que nous ayons eu la possibilité de déterminer si une vie extraterrestre y existe déjà.

Citation: Raghavendra, J.B., Zorzano, M. & Martin‑Torres, J. Growth of microorganisms in a Martian regolith simulant at reduced water activity. Sci Rep 16, 7499 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35595-2

Mots-clés: habitabilité de Mars, activité de l’eau, simulant de régolithe martien, microbiomes désertiques, astrobiologie