Des scientifiques ont découvert une communauté microbienne unique sur une ancienne île éphémère

Une équipe dirigée par CU Boulder a révélé une communauté microbienne distincte résidant sur l’ancienne île Hunga Tonga de Hunga Ha’apai.

En 2015, un volcan sous-marin du Pacifique Sud est entré en éruption, donnant naissance à l’île éphémère de Hunga Tonga Hunga Ha’apai. L’Université du Colorado à Boulder et le Collaborative Institute for Research in Environmental Sciences (CIRES) ont dirigé une équipe de recherche qui a saisi l’opportunité rare d’étudier la population microbienne initiale de la masse continentale récemment formée. Étonnamment, ils ont découvert une population microbienne unique capable de métaboliser le soufre et les gaz atmosphériques, similaire aux organismes trouvés dans les cheminées hydrothermales en haute mer ou les sources chaudes géothermiques.

Ces types d’éruptions volcaniques se produisent partout dans le monde, mais elles ne produisent généralement pas de marées. « Nous avons eu une opportunité incroyablement unique », a déclaré Nick Dragon, PhD, du CIRES. Étudiant et auteur principal d’une étude récemment publiée dans Mbéo. « Personne n’a jamais étudié de manière approfondie les micro-organismes de ce type de système insulaire à un stade aussi précoce. »

« L’étude des microbes qui ont colonisé les premières îles donne un aperçu du stade le plus précoce de l’évolution de l’écosystème, avant l’arrivée des plantes et des animaux », a déclaré Noah Ferrer, boursier CIRES, professeur d’écologie et de biologie évolutive à CU Boulder et auteur correspondant de l’étude. .

Une équipe multi-institutionnelle de chercheurs sur le terrain a collecté des échantillons de sol de l’île, puis les a expédiés au campus de l’Université du Colorado à Boulder. Dragone et Fierer peuvent ensuite être extraits et séquencés[{ » attribute= » »>DNA samples from the samples.

“We didn’t see what we were expecting,” said Dragone. “We thought we’d see organisms you find when a glacier retreats, or cyanobacteria, more typical early colonizer species—but instead we found a unique group of bacteria that metabolize sulfur and atmospheric gases.”

And that wasn’t the only unexpected twist in this work: On January 15, 2022, seven years after it formed, the volcano erupted again, obliterating the entire landmass in the largest volcanic explosion of the 21st century. The eruption completely wiped out the island and eliminated the option for the team to continue monitoring their site.

“We were all expecting the island to stay,” said Dragone. “In fact, the week before the island exploded we were starting to plan a return trip.”

However, the same fickle nature of the Hunga Tonga Hunga Ha’apai (HTHH) that made it explode also explains why the team found such a unique set of microbes on the island. Hunga Tonga was volcanically formed, like Hawaii.

“One of the reasons why we think we see these unique microbes is because of the properties associated with volcanic eruptions: lots of sulfur and hydrogen sulfide gas, which are likely fueling the unique taxa we found,” Dragone said. “The microbes were most similar to those found in hydrothermal vents, hot springs like Yellowstone, and other volcanic systems. Our best guess is the microbes came from those types of sources.”

The expedition to HTHH required close collaboration with members of the government of the Kingdom of Tonga, who were willing to work with researchers to collect samples from land normally not visited by international guests. Coordination took years of work by collaborators at the Sea Education Association and NASA: a Tongan observer must approve and oversee any sample collection that takes place within the Kingdom.

“This work brought in so many people from around the world, and we learned so much. We are of course disappointed that the island is gone, but now we have a lot of predictions about what happens when islands form,” said Dragone. “So if something formed again, we would love to go there and collect more data. We would have a game plan of how to study it.”

Reference: “The Early Microbial Colonizers of a Short-Lived Volcanic Island in the Kingdom of Tonga” by Nicholas B. Dragone, Kerry Whittaker, Olivia M. Lord, Emily A. Burke, Helen Dufel, Emily Hite, Farley Miller, Gabrielle Page, Dan Slayback and Noah Fierer, 11 January 2023, mBio.
DOI: 10.1128/mbio.03313-22