La pollution pétrolière persistante modifie les réponses microbiennes des sols à Bunger Hills, Antarctique de l’Est

Vie cachée dans un désert glacé

Dans l’un des recoins les plus secs et les plus froids de l’Antarctique, la vie microscopique maintient discrètement le fonctionnement de l’écosystème des sols. Même ici, loin des villes et des champs pétroliers, de petites fuites de carburant provenant d’anciennes activités de recherche ont laissé une empreinte durable. Cette étude examine comment une fuite de pétrole vieille de plusieurs décennies près d’un héliport en Antarctique a remodelé les communautés microbiennes invisibles du sol — et comment ces changements peuvent modifier la manière dont cet environnement fragile respire des gaz et séquestre le carbone.

Une oasis isolée touchée par le carburant

Les recherches ont été menées à Bunger Hills, une oasis rocheuse dépourvue de glace entourée de gigantesques plaques de glace dans l’Antarctique de l’Est. Dans les années 1980, du carburant utilisé pour les opérations aériennes s’est infiltré dans le sol à proximité d’une petite base de recherche. Bien que la fuite ait été modeste et datée d’il y a environ quarante ans, des traces de pétrole sont encore détectables dans une parcelle de sol autour de l’ancien héliport. L’équipe a prélevé 26 échantillons de sol le long de deux transects de référence propres et au sein de la zone contaminée de l’héliport, forant des carottes peu profondes et plus profondes là où le carburant avait pénétré vers le bas. Ils ont mesuré la chimie de base du sol, recherché les hydrocarbures résiduels et utilisé des techniques basées sur l’ADN pour identifier quels microbes y vivaient et quelles fonctions ils pouvaient remplir.

Comment les microbes vivent avec presque rien

Les sols désertiques antarctiques sont extrêmement pauvres en nutriments et en matière organique. Dans ces conditions maigres, de nombreux microbes survivent en récoltant de très faibles quantités d’énergie à partir des gaz traces présents dans l’air, comme l’hydrogène et le monoxyde de carbone, et en « fixant » le dioxyde de carbone dans l’obscurité. Ce processus, parfois appelé chémosynthèse atmosphérique, leur permet d’agir comme producteurs primaires même lorsque la lumière du soleil est rare ou absente pendant le long hiver polaire. Les chercheurs ont constaté que, dans les sols relativement préservés de Bunger Hills, de larges fractions de la communauté bactérienne appartenaient à des groupes connus pour oxyder les gaz traces et fixer le carbone à l’aide de versions particulières de l’enzyme RuBisCO généralement associée à la photosynthèse. Des tests en laboratoire ont montré que ces sols propres pouvaient rapidement faire chuter l’hydrogène en dessous de son niveau atmosphérique naturel en seulement quelques heures, indiquant des microbes extrêmement actifs dans la capture des gaz.

Les fuites de carburant font basculer l’équilibre de la communauté

Dans la zone de l’héliport, le portrait était très différent. Les analyses chimiques ont confirmé des niveaux élevés de résidus pétroliers, bien qu’une certaine dégradation ait eu lieu au fil du temps. L’ADN microbien a révélé que les communautés s’étaient orientées vers des organismes tolérants au stress, au faible oxygène et aux composés toxiques, y compris de nombreuses bactéries et champignons connus pour dégrader les hydrocarbures. Parallèlement, plusieurs types de microbes qui prospèrent normalement dans les sols antarctiques pauvres en nutriments et riches en oxygène sont devenus moins fréquents. Les sols contaminés hébergeaient également davantage de microbes prédateurs et parasites, ce qui suggère que la matière organique supplémentaire issue du carburant et des cellules mortes a fourni des ressources alimentaires riches et intensifié le réseau trophique microscopique.

De la survie alimentée par l’air à la croissance alimentée par le carburant

En combinant les données génétiques et des expériences contrôlées, l’équipe a montré que les sols contaminés étaient beaucoup moins efficaces pour utiliser l’hydrogène atmosphérique. Les taux d’oxydation de l’hydrogène dans les échantillons les plus pollués étaient des centaines de fois plus faibles que dans les sites propres, et les gènes clés du métabolisme de l’hydrogène étaient moins abondants. Pourtant, lorsque les scientifiques ont suivi l’incorporation de dioxyde de carbone radioactif par les microbes du sol dans l’obscurité, les sols contaminés ont fixé plus de carbone par unité de biomasse microbienne que les sols propres. L’explication probable est que les microbes de la zone impactée par le carburant brûlent des hydrocarbures comme principale source d’énergie, libérant du dioxyde de carbone et d’autres sous-produits que les cellules voisines refixent rapidement. En revanche, les microbes des sols plus propres doivent s’appuyer davantage sur l’énergie des gaz traces et se contenter de très peu de carbone organique, même s’ils disposent d’un ensemble impressionnant de gènes pour ces stratégies de survie.

Les longues ombres des empreintes humaines

L’étude montre que même une fuite de carburant relativement petite et localisée peut laisser une empreinte profonde et durable sur la vie cachée des sols antarctiques. Des décennies après la fuite initiale, les microbes indigènes adaptés au froid se sont réorganisés en communautés spécialisées dans la dégradation des hydrocarbures, tandis que les modes de vie basés sur la capture des gaz qui dominaient autrefois ont été relégués au second plan. Ce rééquilibrage des sources d’énergie — de l’air vers le carburant — change aussi l’efficacité avec laquelle le sol absorbe et stocke le carbone. Les résultats suggèrent que soutenir soigneusement les équipes microbiennes locales de nettoyage avec des nutriments ajoutés pourrait aider à remédier à ces sites sans importer d’organismes étrangers. Plus largement, ce travail met en lumière la manière dont des perturbations humaines subtiles peuvent se répercuter à travers des écosystèmes polaires que l’on croit souvent intacts, en modifiant à la fois leurs habitants microscopiques et leur rôle dans les cycles climatiques de la Terre.

Citation: Tan, K.K.Y., Vázquez-Campos, X., Price, G.A.V. et al. Persistent petroleum pollution shifts soil microbial responses in Bunger Hills, East Antarctica. Commun Earth Environ 7, 278 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03299-0

Mots-clés: microbes des sols antarctiques, contamination pétrolière, oxydation des gaz traces, fixation du carbone dans l’obscurité, bioremédiation