10. Les sources chaudes de Yellowstone
Si vous vouliez tuer quelque chose, ou peut-être simplement vous débarrasser d'un corps, vous ne pourriez pas faire mieux que les conditions dans les sources thermales de Yellowstone. Les sources sont proches du point d'ébullition de l'eau et suffisamment acides pour dissoudre les ongles. Mais certains microbes y prospèrent et les pigments qu’ils produisent donnent aux sources des couleurs vives et d’un autre monde.
La bactérie thermosuvente Thermus aquaticus est le plus célèbre microbe de Yellowstone; Il s'agit d'une enzyme que les chercheurs utilisent dans les laboratoires de génétique pour réaliser des copies de l'ADN. D'autres microbes de Yellowstone mangent de l'hydrogène et, il y a quelques années, des scientifiques ont découvert un tout nouveau phylum de bactéries photosynthétiques.
En raison de la grande quantité de sources chaudes, de vasières et de geysers à Yellowstone, avec une variété de températures et de compositions chimiques, le parc abrite la plus grande diversité d’archées connue. Organismes simples unicellulaires sans noyaux, les archées sont une branche de la vie connue depuis les années 1970 seulement.
Beaucoup d'aracées se développent à des températures chaudes (on les trouve également dans les volcans). Et à l'intérieur de Yellowstone, juste pour compléter l'écosystème microbien, se trouvent des virus qui aiment la chaleur.
9. Dans les corps situés au-dessous du point de congélation de l'eau
Certains animaux survivent non seulement dans des environnements sous le point de congélation, mais également dans des corps sous le point de congélation. Les araignées et les insectes produisent un antigel qui les empêche de geler. Les larves de certaines mouches arctiques peuvent survivre en étant refroidies à environ -76 degrés Fahrenheit.
De nombreuses espèces de grenouilles, de tritons et de tortues gèlent - plus de 50% de l'eau dans leur corps peut être de la glace. L'astuce consiste à contrôler soigneusement l'endroit où la glace se forme. À mesure que l'animal se refroidit, ses cellules et ses organes extraient l'eau et rétrécissent. Seule l'eau en dehors des cellules de l'animal gèle; les cristaux peuvent se développer entre les fibres musculaires ou autour des organes.
La température corporelle soutenue la plus froide chez un mammifère est d'environ 27 degrés Fahrenheit, mesurée en écureuils terrestres de l'Arctique. Leur stratégie s'appelle la «surfusion». Même si le liquide contenu dans leur corps se situe en dessous du point de congélation, les animaux éliminent tout matériau susceptible de former des cristaux de glace.
8. Entièrement seul
La plupart des écosystèmes sont compliqués. Un membre d'une espèce donnée doit trouver d'autres espèces à manger et éviter celles qui veulent le manger. Si c'est un parasite, il faut un hôte; si c'est une plante, il peut avoir besoin de bactéries pour l'aider à traiter l'azote ou d'abeilles pour polliniser ses fleurs.
Pas si au fond d'une mine d'or sud-africaine près de deux mile de profondeur. Là, Candidatus Desulforudis audaxviator est tout ce qu'il y a. Cette espèce de bactérie, l’une des plus profondes jamais trouvée, vit à une température d’environ 140 degrés Fahrenheit, fixe son propre azote et se nourrit de sulfate, le tout en parfaite isolation.
7. Les îles Galapagos
Bien sûr, ils sont célèbres pour avoir inspiré la théorie de l'évolution de Darwin par sélection naturelle. Mais la raison pour laquelle il est facile (enfin, rétrospectivement) d’observer l’évolution de ces îles est qu’elles sont presque entièrement inhospitalières à la vie. Ils sont apparus au milieu de l'océan Pacifique au sommet des volcans encore actifs. Ils ont été stérilisés à la chaleur et à 600 milles de la terre.
Tout ce qui y vit a été emporté par le vent (la plupart des plantes ont des graines en suspension dans l’air), un courant monstre (y compris les manchots des Galapagos, la seule espèce de ce genre à vivre à l’équateur), ou flottait sur un radeau de végétation (comme les tortues géantes). (C'est-à-dire, mis à part les espèces que les humains ont introduites plus récemment.) La colonisation a été rare et la plupart des espèces sont restées là où elles ont atterri. Des écosystèmes relativement simples ont alors été créés, avec suffisamment de différences entre les îles pour en faire une vitrine des principes de l'évolution.
6. Drainage minier acide (et finalistes)
La Californie, Iron Mountain, a été exploitée à partir des années 1800 pour l'or, l'argent, le cuivre et d'autres minéraux. Les minéraux proviennent des racines d'un volcan et ont été déposés avec beaucoup de sulfure, un composé qui se transforme en acide sulfurique en présence d'eau. L'exploitation minière a exposé les sulfures et a finalement rendu les résidus aussi acides que l'acide de batterie et riches en métaux lourds tels que l'arsenic.
Mais beaucoup de microbes vivent dans la mine. Ils flottent sur un lac d'acide dans une nappe rose appelée biofilm produite par certaines bactéries de la communauté microbienne. Certaines des archées de la mine consomment du fer et rendent les conditions déjà acides encore plus acides en convertissant activement le sulfure en acide sulfurique. L'acide ronge la pyrite (l'or des fous) et d'autres minéraux dans la grotte, ajoutant plus de métaux dans la soupe toxique.
Cet habitat a à peine vaincu les autres conditions difficiles pour les microbes: chaleur extrême ou froid extrême, pression intense et même rayonnement d'un réacteur nucléaire. Three Mile Island n’est pas Tchernobyl, mais un accident survenu en 1979 a provoqué la fusion partielle d’un réacteur et l’émission de gaz radioactifs dans l’atmosphère. Il a fallu de nombreuses années pour nettoyer le désordre, principalement avec des robots et des grues télécommandées surveillées par des caméras vidéo. À la grande surprise de l'équipe de nettoyage, l'eau de refroidissement située à proximité du noyau était trouble: les micro-organismes s'y développaient malgré des niveaux de radioactivité élevés.
En ce qui concerne la pression, la plus grande des bactéries que l’on ait jamais subies est 16 000 fois supérieure à la pression atmosphérique au niveau de la mer. Lors d'expériences menées à la Carnegie Institution à Washington, Robert Hazen et ses collègues ont «soumis une souche de la bactérie intestinale bien connue Escherichia coli à une pression ridicule de 16 000 atmosphères - une valeur obtenue accidentellement par le resserrement excessif d'une cellule de pression en diamant». Oops! Mais quand ils ont examiné les bactéries plus tard, quelques-uns avaient survécu à cette pression, qui est supérieure à toute pression à une profondeur susceptible de maintenir la vie (c'est-à-dire une profondeur inférieure à la limite de chaleur théorique pour la vie de 302 degrés Fahrenheit). sur la planète.
La température corporelle soutenue la plus froide chez un mammifère est d'environ 27 degrés Fahrenheit, mesurée en écureuils terrestres de l'Arctique. (Darrell Gulin / Corbis) 
Tout ce qui vit sur les îles Galapagos a maintenant survolé le vent, traversé un courant monstre ou flotter sur un radeau de végétation. (Wolfgang Kaehler / Corbis) 
En Antarctique, les manchots empereurs passent des mois à des températures aussi basses que -40 degrés Fahrenheit. Ils survivent en se blottissant ensemble, en partageant la chaleur et en minimisant la surface de leur corps exposée au froid. (Frans Lanting / Corbis) 
Le nymphe du Diable, l'une des premières espèces protégées en vertu de la Loi sur les espèces en voie de disparition, est l'un des animaux les plus rares au monde. Moins de cent personnes ont été recensées cette année et en 2006, sa population était de 38 personnes. (Kat Wade / San Francisco Chronicle / Corbis) 
Après l'accident de Three Mile Island en 1979, l'équipe de nettoyage a été surprise de constater que des micro-organismes se développaient dans les eaux de refroidissement hautement radioactives situées près du noyau. (Bettmann / Corbis) 
Les sources chaudes de Yellowstone sont proches du point d’ébullition de l’eau et sont suffisamment acides pour dissoudre les ongles. Mais certains microbes y prospèrent et les pigments qu’ils produisent donnent aux sources des couleurs vives et d’un autre monde. (Jim Peaco / NPS) 5. Sous la faille dans le parc national de Death Valley
Death Valley est l'endroit le plus bas, le plus chaud et le plus sec des États-Unis. Ce n'est pas un endroit idéal pour être un poisson. Mais sept espèces de petits nichons sont accrochées, les dernières survivantes de lacs asséchés il y a 10 000 ans. Maintenant, les poissons sont coincés dans des sources, des marais salés et dans Devil's Hole, un aquifère souterrain accessible uniquement par une fissure étroite dans la roche.
Le nymphe du Diable, l'une des premières espèces protégées en vertu de la Loi sur les espèces en voie de disparition, est l'un des animaux les plus rares au monde. Moins de cent personnes ont été recensées cette année et en 2006, sa population était de 38 personnes.
4. Évents de mer profonde
Les évents en eaux profondes sont le lieu étrange et typique de la vie. Les écosystèmes complexes, découverts pour la première fois en 1977, prospèrent dans l’obscurité totale, sous une pression intense, alimentés par le soufre. Les évents se trouvent aux intersections de deux plaques océaniques. Contrairement à la plupart des zones de tremblement de terre et de volcan, où deux plaques se rejoignent, les évents sont des endroits où deux plaques se séparent. L'eau s'infiltre dans la croûte fissurée, ramasse les minéraux et la chaleur et jaillit des bouches d'aération.
Au bas de la chaîne alimentaire se trouvent des microbes qui tirent leur énergie des produits chimiques présents dans les évents, généralement du sulfure d'hydrogène. Des centaines d'autres espèces ont été découvertes qui ne vivent que dans ces cheminées, y compris divers vers à tube, balanes, moules et crevettes.
3. À très, très vieux âges
Les bactéries stressées forment souvent des spores, de petites pépites sans coques qui contiennent l'ADN bactérien et certaines machines cellulaires, mais qui sont en sommeil. Les spores peuvent survivre pendant très longtemps à tous les types de traumatismes - chaleur, froid, rayons gamma, rayons ultraviolets, pression élevée, pression faible. Combien de temps? Eh bien, il y a eu des déclarations spectaculaires, dont certaines dont les scientifiques discutent encore.
En 1995, des scientifiques ont signalé qu'ils avaient isolé les spores de l'intestin d'une abeille dans de l'ambre âgé de 25 à 40 millions d'années. Ils ont déclaré avoir reconstitué les spores et développé des bactéries.
Quelques années plus tard, une autre équipe a rapporté avoir régénéré des spores beaucoup plus anciennes - 250 millions d'années - de cristaux de sel.
Les revendications, en particulier la dernière, ont fait l’objet de nombreux débats, car il est très facile d’attraper une contamination bactérienne même au plus profond de la terre.
Plus récemment, des scientifiques ont réanimé des bactéries qui sont sur la glace depuis des millions d'années. Les bactéries étaient en animation suspendue dans la plus vieille glace de la Terre, dans une vallée de l'Antarctique. Ceux d’un million d’années se sont relativement bien rétablis et certains des plus anciens, recouverts de glace il ya 8 millions d’années, ont également montré des signes de vie.
2. Les endroits les plus froids sur Terre
Techniquement, il y a des endroits plus froids sur la Terre que l'Arctique et l'Antarctique, mais il faudrait aller dans un laboratoire de physique pour les trouver.
En dehors du laboratoire, rien n’est plus aussi misérable pour une créature à sang chaud que l’hiver polaire. En Antarctique, les manchots empereurs passent des mois à des températures aussi basses que -40 degrés Fahrenheit, dans l'obscurité, sans manger, tout en incubant leurs œufs. Comment gèrent-ils? Ils sont la définition de la société qui aime la misère: ils se serrent les uns contre les autres, partagent la chaleur et minimisent la surface exposée au froid. Ils réduisent également leur taux métabolique d'environ 25% et leur température centrale de quelques degrés.
À l’autre bout de la Terre, un canard rare appelé eider à lunettes nécessite de l’eau libre pour se nourrir, ce qui est peu pratique étant donné que la majeure partie de l’Arctique gèle. Jusqu'à il y a quelques années, les scientifiques ne savaient pas où ces eiders passaient leurs hivers. Il s’avère qu’ils se serrent les uns contre les autres dans des fentes entre les plaques de glace de mer, plongent pour gagner des palourdes et partagent leur chaleur, et éventuellement en brassant suffisamment leur petite étendue d’eau libre pour l’empêcher de geler.
1. Dans la stratosphère
Oui, la stratosphère - la couche de l'atmosphère terrestre qui commence à environ six milles au dessus du sol. Les tempêtes de poussière massives du Sahara et d'autres déserts déplacent des millions de tonnes de sol chaque année, et un nombre et une variété de microbes choquants accompagnent la balade. Dale Griffin, de l'US Geological Survey, a recueilli des microbes dans la poussière à des altitudes allant jusqu'à 60 000 pieds (plus de 11 miles de haut).
Que se passe-t-il ici? Bactéries, champignons, virus - des centaines de types différents. Fait troublant, bon nombre des microbes identifiés sont des agents pathogènes humains connus: Legionella (qui cause la maladie du légionnaire), Staphylococcus (qui cause les infections à staphylocoques) et de nombreux microbes qui causent des maladies pulmonaires en cas d'inhalation.
"J'ai été surpris par le nombre de micro-organismes viables que nous pouvions trouver dans de très petits volumes d'air lorsque la poussière du désert était présente", a déclaré Griffin. "Si vous regardez, ils sont là, même dans les environnements les plus extrêmes."
