Les Fumeurs Noirs

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Les Fumeurs Noirs

• Charlène Galle Céline Paris BTS BIO 2

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Définitions

• Les fumeurs noirs Ensemble des édifices
  émettant un fluide épais chargé d'une grande
  quantité de sulfures, émis à 3-4 m/s par le
  conduit central des hautes cheminées, et dont la
  température peut atteindre plus de 350C.
• Les Fumeurs Noirs aussi appelés sources
  Hydrothermales se forment au niveau des dorsales
  océaniques, à des profondeurs variant entre 500
  et 4000 m.

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Formation des Dorsales

• Les dorsales sont des zones de fortes activités
  volcaniques, activités fragilisant la croûte
  océanique et créant des fissures par lesquelles
  pénètre l'eau de mer.
• Les géologues appellent dorsales les zones où le
  plancher océanique se renouvelle. Les dorsales
  marquent l'endroit ou deux plaques
  lithosphériques s'écartent.
• Le plancher océanique est donc zébré par
  d'innombrables fissures, qui permettent à l'eau
  de mer de s'engouffrer dans les profondeurs de la
  croûte océanique.
• Leau se réchauffe en s'approchant des chambres
  magmatiques, s'acidifie et dissout des
  constituants basaltiques. Le fluide acide
  d'environ 350C remonte jusqu'au plancher
  océanique, chargé de métaux (fer, zinc,
  manganèse, plomb, cuivre) et d'éléments réduits
  (H2S, CO2, H2).
• Le contact avec l'eau de mer à 2C provoque la
  précipitation des minéraux qui s'accumulent
  autour des sorties de fluide, formant ainsi des
  cheminées noires pouvant atteindre 20 m de
  hauteur.

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Les Micro-organismes présents au niveau des
fumeurs noirs

• Les métazoaires (par opposition aux
  protozoaires) sont des organismes eucaryotes
  multicellulaires mobiles hétérotrophes (ils
  tirent leur énergie de la matière vivante déjà
  constituée) apparus il y a 700 millions dannées.
  
• Les métazoaires ont une répartition mondiale, et
  occupent tous les milieux, y compris par exemple
  les fumeurs noirs.
• Les chercheurs émettent l'hypothèse que la survie
  de des écosystèmes sous-marins reposent sur la
  microfaune bactérienne abondante auprès des
  fumeurs noirs.
• Des bactéries capables d'utiliser les composés
  minéraux dissous pour fabriquer de la matière
  organique, servent d'aliment aux animaux
  filtreurs ceux-ci, à leur tour, nourrissent les
  espèces prédatrices (poissons, poulpes,
  crustacés), apportant la preuve que la vie peut
  se développer dans l'obscurité des fonds marins.

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• Dans un premier temps, les biologistes ont
  découvert des organismes détritivores par 1000
  mètres de fond. Ces derniers s'alimentaient grâce
  à la matière organique provenant de la mort du
  plancton de surface.
• En 1977 un petit sous-marin découvrit l'existence
  d'écosystèmes totalement insoupçonnés, luxuriants
  situés autour de sources hydrothermales sur la
  dorsale des Galapagos (en plein océan pacifique)
  à 2600 mètres de profondeur.
• Les fumeurs noirs, ces bouches minérales qui
  crachent des fluides surchauffés chargés de
  particules métalliques, furent observés pour la
  première fois en 1979.

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(No Transcript)
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• Lorsque l'eau de mer débouche enfin sur le fond
  de l'océan, son refroidissement brutal provoque
  la précipitation massive des éléments qu'elle
  transportait (la température des fonds océaniques
  est effectivement de 2C, contre 350C pour le
  fluide à la sortie des cheminées). Ceux-ci
  retombent en pluie noire sur le plancher
  océanique, d'où le nom de fumeurs noirs. En
  s'accumulant, les particules finissent par
  construire de curieuses cheminées par laquelle
  l'eau chaude continue à sortir.
• Les dorsales océaniques et leurs édifices
  hydrothermaux sont particulièrement propices à la
  synthèse de matières organiques.
• Avec un milieu réducteur (favorable à la synthèse
  de molécules telles que les acides aminés).
• des températures.
• des pressions élevées.
• de l'eau en abondance.
• une foule de précurseurs prébiotiques (dioxyde de
  carbone, sulfure d'hydrogène, hydrogène).

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Les écosystèmes les plus étranges de la planète

• Cependant les hautes températures mesurées au
  niveau des cheminées seraient plus propices à la
  destruction des composées organiques qu'à leur
  synthèse. La vie aurait ainsi pu naître non pas
  au niveau des cheminées mais sur leurs flancs, où
  les conditions sont moins agressives.
• Contrairement à ce que l'on pourrait penser, les
  cheminées hydrothermales hébergent de véritables
  écosystèmes, et pas seulement quelques colonies
  de bactéries passées maître dans l'art de
  résister aux conditions les plus épouvantables.
• Les différents organismes qui ont élu domicile
  dans ces régions sont disposés de manière
  concentrique autour des cheminées, cette
  disposition étant dictée par la variation des
  paramètres physico-chimique (température,
  acidité, concentrations en sels métalliques) en
  fonction de la distance à la source.
• On retrouve
• des crustacées blancs Galathées.
• des vers logés dans un tube de calcaire
  Serpulidés.
• des moules de 20 cm (Calyptogena).
• des pogonophores blancs disposés en buisson.
• des poissons.
• des poulpes.
• des crabes.
• De nombreuses bactéries

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• Ce sont surtout ces dernières qui vont nous
  intéresser, de nombreuses bactéries vivent
  blotties contre les cheminées hydrothermales.
• Totalement indépendantes de la lumière solaire,
  elles tirent leur énergie de l'oxydation
  d'éléments comme le soufre ou le manganèse, on
  parle de chimiolithoautotrophie.
• Tout comme les végétaux, elles utilisent le
  dioxyde de carbone pour fabriquer de la matière
  organique, la seule différence concernant la
  source d'énergie au lieu de puiser celle-ci
  dans les rayons du soleil, elles emploient au
  contraire l'énergie chimique mise à leur
  disposition dans des molécules comme l'hydrogène
  sulfuré (H2S).
• Certaines vivent aux températures glaciales qui
  règnent dans le fond des océans. D'autres à une
  température plus clémente, entre 10 à 30C, dans
  la zone où les fluides hydrothermaux se mêlent
  aux eaux froides de l'océan.
• Elles servent de nourriture aux organismes
  filtreurs.

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Enfin

• Au niveau des parois minérales des cheminées se
  sont installés des bactéries hyperthermophiles,
  capables de résister aux températures élevées
  régnant dans cette région. Le record, détenu
  jusqu'à présent par la bactérie Pyrolobus Fumarii
  (113C), vient d'être récemment pulvérisé par une
  souche qui se sent parfaitement à l'aise à 121C
  !
• La découverte d'une vie dans les profondeurs
  océaniques a permis d'étendre considérablement le
  champ de la biosphère terrestre. Plus récemment
  encore, des chercheurs ont identifié des
  bactéries vivant à plusieurs kilomètres de
  profondeur, dans des basaltes de la croûte
  terrestre. Ici aussi, ces bactéries des
  profondeurs tirent leur énergie de composés
  chimiques prélevés dans les roches. L'eau, ainsi
  que le carbone, se fait cependant beaucoup plus
  rare qu'au niveau des sources chaudes abyssales,
  et le métabolisme des bactéries est donc
  extrêmement ralenti elles ne se reproduiraient
  qu'une fois par siècle !