Lorsqu’une nouvelle île a vu le jour dans le Pacifique Sud en 2015, elle a créé une opportunité sans précédent non seulement pour les géologues et les volcanologues, mais aussi pour les biologistes et les écologistes.
L’apparition d’une nouvelle île offre l’occasion d’apprendre comment les écosystèmes commencent, en commençant par les pionniers microbiens qui colonisent de nouvelles terres comme celle-ci, avant que les plantes ou les animaux n’apparaissent.
L’île Hunga Tonga-Hunga Ha’apai (Hunga Tonga) n’est pas restée très longtemps – après avoir été formée par une éruption volcanique en 2015, elle a été détruite par une autre éruption au début de 2022.
Au cours des sept années où elle a existé, cependant, l’île a révélé quelques secrets intéressants.
Dans une nouvelle étude, les chercheurs rapportent des preuves d’une communauté inattendue de microbes sur l’île qui métabolisent le soufre et les gaz atmosphériques, semblables à des organismes qui occupent des habitats très différents: sources chaudes ou cheminées hydrothermales en eau profonde.
« Nous n’avons pas vu ce à quoi nous nous attendions », explique l’écologiste microbien Nick Dragone de l’Université du Colorado.
« Nous pensions voir des organismes que vous trouvez lorsqu’un glacier se retire, ou des cyanobactéries, des espèces plus typiques du début du colonisateur – mais au lieu de cela, nous avons trouvé un groupe unique de bactéries qui métabolisent le soufre et les gaz atmosphériques. »
Dragone et ses collègues chercheurs ont recueilli 32 échantillons de sol de l’île, sur des surfaces allant du niveau de la mer jusqu’au sommet du cratère, d’environ 120 mètres (394 pieds) de haut. Ils ont ensuite extrait et séquencé l’ADN des échantillons.
Les plantes ont colonisé l’île assez rapidement après sa formation, probablement grâce aux graines dans les excréments d’oiseaux, mais les chercheurs ont concentré leurs efforts de collecte sur les surfaces non végétalisées.
Ils ont trouvé des bactéries et des archées dans tous leurs échantillons du cône du volcan, bien que ces microbes soient moins diversifiés que les microbes des zones végétalisées voisines – et très différents.
Il serait logique que les premiers microbes sur une nouvelle île proviennent de l’eau de mer ou des excréments d’oiseaux, mais cela ne semble pas être l’origine de ces bactéries et archées étranges. Au contraire, les chercheurs soupçonnent que ces microbes pourraient provenir des profondeurs souterraines.
« L’une des raisons pour lesquelles nous pensons voir ces microbes uniques est due aux propriétés associées aux éruptions volcaniques: beaucoup de soufre et de sulfure d’hydrogène gazeux, qui alimentent probablement les taxons uniques que nous avons trouvés », explique Dragone.
Les microbes étaient très similaires à ceux trouvés dans les cheminées hydrothermales, les sources chaudes comme Yellowstone et d’autres systèmes volcaniques. Notre meilleure hypothèse est que les microbes proviennent de ce type de sources. »
Avoir la chance d’enquêter sur ce genre de système est rare. Les grandes éruptions sont une chose; Regarder un écosystème d’ardoise vierge se développer sur une île volcanique nouvellement formée en est une autre.
Au cours des 150 dernières années, Hunga Tonga n’est que la troisième masse continentale comme celle-ci à apparaître et à durer plus d’un an, disent les chercheurs, et la première sous les tropiques.
Alors que les scientifiques ont également afflué pour étudier l’arrivée de la vie sur les îles nouvellement formées précédentes, ils se sont davantage concentrés sur les plantes et les animaux que sur les microbes.
« Ces types d’éruptions volcaniques se produisent partout dans le monde, mais ils ne produisent généralement pas d’îles », explique Dragone. « Nous avons eu une opportunité incroyablement unique. Personne n’avait jamais étudié de manière exhaustive les micro-organismes de ce type de système insulaire à un stade aussi précoce auparavant.
Et personne n’aura l’occasion d’étudier à nouveau les habitants de l’île, du moins pas directement. Sept ans après avoir émergé du Pacifique, Hunga Tonga a disparu de façon spectaculaire.
Lorsque le volcan est entré en éruption à nouveau en janvier 2022, il a produit la plus grande éruption explosive du 21ème siècle, avec le plus haut panache de vapeur et de cendres de l’histoire. Hunga Tonga a été anéantie – mais pas avant que les scientifiques aient réussi à apprendre des détails intrigants sur sa courte vie.
« Nous sommes bien sûr déçus que l’île ait disparu, mais maintenant nous avons beaucoup de prédictions sur ce qui se passe lorsque les îles se forment », a déclaré Dragone.
« Donc, si quelque chose se formait à nouveau, nous aimerions y aller et collecter plus de données. Nous aurions un plan sur la façon de l’étudier. »
L’étude a été publiée dans mBio.
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