L’océan et la photosynthèse de ses organismes végétaux (le phytoplancton notamment) absorbent le CO2 et produisent de l’oxygène (O2).
L’océan absorbe ainsi 30% du CO2 de la planète et produit entre 50% et 75% de l’oxygène que nous respirons, selon les sources et les zones géographiques.
Des chercheurs de l’Académie des Sciences de Pékin viennent de découvrir que des bactéries se trouvant à grande profondeur sur des fonds océaniques produisent des quantités significatives d’oxygène. Qui plus est, dans ce processus, des nodules métalliques sont formés dans le cadre d’un mécanisme encore inconnu. Ceux-ci peuvent relâcher une partie de cet l’oxygène s’ils sont remontés à la surface. Cet oxygène a été nommé « oxygène sombre « ou « dark oxygene »
Vu la profondeur et l’absence de lumière, cet oxygène n’est pas le produit d’une quelconque photosynthèse résultant de l’action de la lumière sur des organismes végétaux marins proches de la surface.
Par contre, les années précédentes, il avait été observé que des bactéries marines et des archées peuvent produire de l’oxygène dans l’obscurité en présence de nitrates océaniques, mais en des quantités si faibles que le phénomène avait été considéré comme négligeable.
C’est alors que des océanographes écossais découvrirent une production importantes d’oxygène dans les profondeurs abyssales. Ils publièrent un article controversé montrant que de l’oxygène était produit en profondeur dans la mer par des écosystèmes locaux. Ils suggérèrent également que ce mécanisme avait joue un rôle dans l’évolution de la vie sur la Terre et qu’il pourrait même être introduit sur des planètes telles que Mars qui seraient riches en nitrate afin d’y produire de l’oxygène.
Le risque de ces recherches tient au fait qu’aujourd’hui des compagnies minières sont déjà intéressées par l’exploitation de nodules océaniques. Afin de les remonter elles utilisent des méthodes de dragage si brutales qu’elles risquent d’éliminer toutes les formes de vie océanique pour des centaines d’années.
Référence
Nitrate-driven dark oxygen
Rikuan Zheng, Chong Wang, Hongliang Wang, Haibin Qi,
doi: https://doi.org/10.1101/2025.03.10.642362
This article is a preprint and has not been certified by peer review
Abstract
To date, only three biotic pathways for light-independent oxygen production (i.e., dark oxygen) have been reported: chlorate dismutation, nitric oxide dismutation, and methanobactin-dependent water lysis. Oxygen has been shown to be produced and consumed in dark and anoxic environments, as evidenced by its prevalence in deep-sea surface sediments. However, the microbial communities and pathways driving deep-sea dark oxygen production (DOP) remain poorly understood. Here we identify a novel DOP pathway driven by dissimilatory nitrate reduction to ammonium (DNRA) in two deep-sea Deferribacterota strains. The DOP activity of these Deferribacterota strains potentially promotes the formation of manganese nodules and influences the growth and metabolism of both aerobic and anaerobic microbes, underscoring the significant role of microbial DOP in shaping deep-sea geological and ecological systems. We also cultured several deep-sea DOP-capable microorganisms from the Campylobacterota, Deinococcota, and Pseudomonadota phyla, which generate dark oxygen through unidentified nitrate-driven pathways. Combined with previous geological evidence, our results suggest that nitrate-driven dark oxygen, alongside photosynthetic oxygen, jointly contributed to early Earth’s oxygenation, driving the Great Oxidation Event. Overall, our findings provide novel insights into deep-sea oxygen sources, shed light on the origins of early Earth’s oxygen, and expand perspectives on the potential for terraforming other planets.
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