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Fabrice David
Laboratoire de Recherches Associatives
Au cours de cet exposé, je présenterai tout d'abord
des considérations sur l'origine des eaux thermales d'Enghien
pour en tirer des hypothèses plus générales
sur les rapports entre les microorganismes et les processus géologiques
et biologiques de cristallisation.
I De l'origine des
sources thermales d'Enghien
II CRISTAUX & ENERGIE
III Des cristallisations pathogènes
I . De l'origine des sources thermales d'Enghien
A 7 km au nord de Paris, se trouve la station thermale d'Enghien-les-Bains.
Ses eaux, les plus sulfurées de France, ont été
redécouvertes au début du XIXème siècle
par un ecclésiastique, le père Cotte. Celui-ci avait
remarqué que de la digue retenant le lac d'Enghien sourdait
une eau qui avait la propriété étrange de noircir
les bijoux en argent ainsi que les oeufs de canard. L'eau empestait
le soufre -en fait le sulfure d'hydrogène- et la toponymie
locale avait noté le fait : le lieu-dit où le
ruisseau issu de la source s'écoulait portait le nom évocateur
de l' « enfer ». Il n'en fallait pas
plus pour exciter la curiosité de notre brave père
qui rédigea un petit mémoire scientifique sur les
propriétés de ces eaux.Il s'aperçut que les
paysans des environs appliquaient sur leurs blessures un emplâtre
préparé à l'aide des filaments blanchâtres
et gluants qui florissaient au griffon de la source. Les effets
cicatrisants de cette pratique étaient réputés
dans la région. Un établissement de soins s'établit
sur les rives du lac, et sa renommée finit par parvenir aux
oreilles du roi Louis XVIII. Celui-ci, souffrant d'un oedème
des jambes et d'un ulcère du pied vînt s'y faire soigner
et s'en trouva rapidement guéri. La station thermale d'Enghien
était lancée.
D'où viennent ces eaux sulfurées ? La théorie
officielle était que les eaux d'Enghien, les plus sulfurées
de France, provenaient des couches profondes d'argiles plastique
du sparnacien. Ces couches contiennent des morceaux de lignite,
mais aussi des nodules de pyrite de fer -plus exactement de marcassite-,
un sulfure de fer. Ce sulfure se serait hydrolysé en sulfure
d'hydrogène, et les eaux chargées de gaz sulfhydrique
seraient remontées vers la surface par des failles. L'auteur
a enseigné la géologie au lycée d'Enghien pendant
plusieurs années et a avancé une autre hypothèse :
les eaux d'Enghien auraient une origine biologique de subsurface.
En effet, la température des eaux est constante, mais relativement
basse : 10.2°C.(1) Ceci exclut une origine profonde. De
plus, les failles qui sont censées guider les eaux thermales
depuis leur origine profonde devraient traverser deux couches de
sables, les sables de Cuise (cuisien) et les sables de Beauchamp.
Les eaux devraient donc s'y étendre et former une nappe,
et non pas jaillir à un emplacement localisé, comme
à Enghien. Ajoutons que lors du creusement des fondations
d'un central téléphonique, le débit des eaux
diminua de manière sensible, ce qui accrédite l'idée
d'une nappe d'eau sulfurée circulant à une dizaine
de mètres de profondeur.Les eaux d'Enghien sont probablement
dues à la réduction des eaux séléniteuses
(C'est-à-dire chargées en gypse, ou sulfure de calcium)
Ces eaux descendent des collines de Sannois et de Montmorency, et
les sulfates sont réduits en sulfure sous l'action de bactéries
souterraines.
Evidemment, il faut un corps réducteur. Nous avons postulé
la présence d'une ancienne tourbière ou d'une ancienne
roselière enfouie dans le sol, laquelle aurait fournit une
source de carbone indispensable à la réduction du
sulfate.
SO4-- + 2C -------> S-- + CO2
Au griffon de la source, en milieu oxygéné, la réaction
inverse est effectuée par d'autres bactéries qui oxydent
les sulfures, d'abord en soufre, puis en acide sulfurique.
SH2+ O2 ---------> S + H2O
Ces bactéries forment des filaments et des biofilms que
l'on appelle « barégines ». Elles secrètent
des composés cicatrisants et antibiotiques, de même
que les bactéries sulfatoréductrices. Inutile de préciser
que ces composés, mal connus, ne font l'objet que de peu
d'études. On essaie même de stériliser les eaux
thermales par tous les moyens, ce qui est une hérésie.
Nous avions mis en garde les autorités, par voie de presse,
contre le projet d'une autoroute semi-enterrée dénommé
« Boulevard Inter Parisis » qui aurait largement
barré la route aux eaux thermales. Lors de la percée
du « B.I.P. » dans le quartier des « cressonnières »,
nous avons pu constater la présence d'un sol noir, chargé
en matières organiques sur plusieurs mètres. La tourbière
fossile attendue était bien là.
Dès lors que l'oxygène aura pénétré
la couche contenant les bactéries anaérobies, ces
précieux auxiliaires de la médecine s'éteindront
à jamais. Facteur aggravant, l'autoroute a été
construite sous la nappe et une station de pompage a été
installée dans un radier souterrain (sinon le BIP deviendrait
un canal) Les pompes vont y assécher localement la nappe.
Bien sur, de nouveaux forages trouveront peut-être des « poches »
d'eau fossile, mais ce n'est qu'un sursis. Un forage profond réalisé
récemment jusqu'à -110 mètres n'a trouvé
aucune eau sulfurée en profondeur.Dans les sédiments
lacustres, on découvrira sans doute un jour, à la
faveur d'une opération immobilière, les vestiges des
thermes que les gallo-romains n'ont pas manqué de bâtir
à cet endroit. Nous n'aurons pas eu leur sagesse.
II. CRISTAUX & ENERGIE
J'ai pris l'exemple de la source d'Enghien, mais les bactéries
sont omniprésentes dans les processus géologiques.
Contre l'idée d'une biosphère limitée à
une mince pellicule à la surface du sol, il faut prendre
en compte la possibilité d'une vie enfouie plus profondément
à l'intérieur de notre planète.
Prenons l'exemple des stalactites et des stalagmites rencontrées
dans les grottes. Ces édifices géologiques sont censés
avoir une origine purement minérale : chaque goutte
d'eau laissant une pellicule de calcite.
Remarquons que les stalactites et les stalagmites répondent
à la définition d'un stromatolite donnée par
Semikhatov (2) : structure feuilletée minéralisée,
attachée, s'accroissant à partir d'un point d'initiation
de surface limitée.
Les stromatolites sont des édifices biologiques rencontrés
dans certains milieux humides contemporains, de même que des
couches géologiques antécambriennes et archéennes.
Ils sont bâtis par des cellules procaryotes qui catalysent
la formation de dépôts minéraux. En considérant
le cas des stromatolites, on doit se poser la question : « quel
est l'intérêt pour une cellule vivante de synthétiser
de la roche ? »
Pour esquisser un élément de réponse à
cette question importante, il faut revenir brièvement sur
le processus de production d'énergie dans les cellules vivantes :
Dans les bactéries et les mitochondries, les différentes
étapes des chaînes de dégradation oxydatives
des corps organiques donnent naissance à un gradient d'eau
protonnée (ion hydronium) de part et d'autre de la membrane
de ces organites par l'intermédiaire de pompes à protons.
C'est la théorie chemiosmotique de production d'ATP. Le gradient
de protons va être ensuite utilisé par un complexe
protéique membranaire, l'ATP synthétase pour produire
de l'ATP à partir d'ADP. Il n'est pas exagéré
de dire que l'ATP synthétase est une véritable « turbine
à protons » puisque cet édifice macromoléculaire
composé de multiples protéines comporte effectivement
une partie rotative. Cet ATP sera ensuite utilisé partout
où la cellule a besoin de réaliser une réaction
endothermique.Dans les bactéries photosynthétiques
et les chloroplastes, le gradient de protons est réalisé
avec l'aide de l'énergie des photons, mais la synthèse
d'ATP se fait par des mécanismes similaires. On parle d'autotrophie
par photosynthèse.Dans les bactéries sulfo-oxydantes
que nous venons de quitter à Enghien, le gradient de protons
est lié à l'oxydation de l'élément soufre.
On parle d'autotrophie par chimiosynthèse. C'est le système
utilisé par les bactéries symbiotiques des animaux
des abysses, comme le ver géant du genre « riftia ».
Nous devons considérer la possibilité d'un nouveau
type de processus de génération d'énergie,
à partir de la formation de cristaux. La cristallisation
est un processus générateur d'énergie, dès
lors que les composés qui cristallisent sont en concentration
suffisante. La cristallisation peut être accélérée,
ou catalysée par des composés biologiques, notamment
des protéines. Ceux-ci agissent à faible concentration.
Vous connaissez tous la technique des « cristallisations
sensibles ». Son interprétation reste controversée,
mais il ne fait aucun doute que la cristallisation d'un corps peut
être profondément modifiée par des quantités
infimes de catalyseurs qui ont toutes les propriétés
d'enzymes que l'on pourrait appeler « cristallogénases ».
Lorsque l'on parle d'enzymes, on pense le plus souvent à
des enzymes catalysant des réactions complexes, mais une
réaction aussi simple que la dissolution du CO2 est ainsi
catalysée par une enzyme : l'anhydrase carbonique augmente
ainsi la vitesse de dissolution du CO2 dans l'eau par un facteur
100 000.Imaginons une cellule bactérienne dans laquelle un
catalyseur protéique favoriserait la formation d'un cristal
de calcite : la concentration en ion calcium va donc baisser
dans le cytoplasme et un gradient va s'établir au travers
de la membrane. On peut imaginer que l'énergie de ce gradient
puisse être utilisée pour former de l'ATP, soit directement,
soit, plus probablement, par l'intermédiaire d'un système
membranaire convertissant le gradient en ion calcium en gradient
de protons. Imaginons des telles bactéries dans les eaux
d'un lac : elles vont finir par sédimenter, entraînées
vers le fond par le cristal de calcite. Ces cristaux vont s'accumuler
sous forme de fins dépôts calcaires qui donneront ensuite
de la roche. On peut imaginer un cycle ou les organismes se divisent
avant d'atteindre le fond, les cellules filles remontant vers la
surface, ayant stocké de l'énergie sous forme de lipides
leur assurant une flottabilité positive, par exemple.
Je propose le vocable de « cristallosynthèse »
pour cette forme de génération d'énergie.Des
cellules pourraient ainsi croître sans disposer ni d'énergie
lumineuse, ni de source de carbone organique. Evidemment, la quantité
d'énergie obtenue est modeste, et il faut s'attendre à
des organismes à croissance lente, à rythme de multiplication
très modéré : en bref, des organismes
très discrets.Une hypothèse ne valant que si elle
est vérifiable par l'expérience, je propose d'enrichir
le plancton lacustre ou marin en bactéries cristallosynthétiques
à l'aide d'une centrifugation rapide en continu, suivie d'une
deuxième centrifugation du culot sur gradient de chlorure
de césium. Si des bactéries contenant des cristaux
de calcite existent, on devrait les retrouver dans le culot, et
les autres organismes du plancton devraient former des bandes au-dessus.
Et nos stalactites ? qui serait le responsable de leur croissance ?
Il faut imaginer maintenant des organismes vivant dans l'obscurité
des grottes, dans le film humide à la surface du calcaire.
Contrairement aux bactéries postulées ci-dessus, on
aurait des organismes plats, à la structure polarisée,
glissant lentement sur la surface cristalline. Sur la face inférieure,
la cristallisation serait catalysée par des facteurs protéiques.
La concentration en calcium diminuerait dans le cytoplasme, et un
système membranaire utiliserait l'énergie du gradient
transmembranaire pour produire de l'énergie. De telles bactéries
pourraient se trouver, outre à l'origine des stalagmites,
à l'origine des oolithes du sable des plages tropicales,
des nodules polymétalliques, des tufs et des travertins et
de nombreuses autres minéralisations. (On peut aussi penser
aux nodules de marcassites, ainsi qu'aux nodules de silex)Pourquoi
ces organismes n'ont-ils pas été observés ?
Dès lors que les microbiologistes cherchent des bactéries,
ils pensent à des cocci bien ronds, des bacilles bien droits,
des vibrions bien vibrionnants et des spirilles bien tire-bouchonnants,
si possible dotés d'une paroi bien réfringente qui
attirera le regard dans le champ du microscope. De plus, les organismes
recherchés sont priés d'avoir le bon goût de
pousser sur les milieux de culture standard. Des organismes plus
petits et plus discrets peuvent passer longtemps inaperçus :
pensons aux mycoplasmes, chers au Professeur Montagnier, ces bactéries
sans paroi qui causent de nombreuses affections : ils sont
rigoureusement invisibles au microscope optique. Pour ne rien arranger,
ils passent leur temps accrochés à la membrane des
cellules eucaryotes.Des procaryotes cristallosynthétiques
pourraient être très petits, y compris au niveau du
génome : n'oublions pas que toutes les enzymes de toute
la chaîne de dégradation des molécules organiques
y sont inutiles, puisque seule la dernière étape est
conservée. Si l'on ajoute que des organismes à croissance
lente peuvent puiser la quasi-totalité de leurs composants,
comme les acides aminés, par un processus de diffusion passive
à partir du milieu, on peut arriver à une bactérie
réduite à sa plus simple expression, son génome
étant réduit à quelques centaines de gènes.Il
faut oublier le modèle d'une biosphère où les
eucaryotes, les procaryotes et les virus seraient situés
dans des échelles de taille fortement disjointes : nous
savons qu'il existe des virus aussi grands que des bactéries
(les mimivirus), qu'il existe des bactéries planctoniques
aussi grandes que des diatomées. Dans ce cas, pourquoi ne
pas imaginer des procaryotes, situés par leur taille aux
limites de leur ordre ?
Là aussi, une hypothèse devant pouvoir être
vérifiée par l'expérience, je propose l'expérience
suivante : une carbonisation à température modérée
d'un fragment de stalactite fraîchement prélevé
suivie d'une dissolution totale par un acide faible et d'une sédimentation
de la fraction insoluble devrait permettre de mettre en évidence
des structures carbonées d'origine biologique.
Cette première étape effectuée, on pourrait
rechercher d'éventuelles bactéries emprisonnées
dans la calcite par hybridation sur tranches minces, à l'aide
de sondes radioactives particulièrement conservées
dans tous les types de bactéries (Gènes des ARN ribosomaux
ou des ARN de transfert, par exemple)
III. Des cristallisations pathogènes
Les processus de cristallisation ne concernent pas que le champ
de la géologie, puisque des cristaux se forment dans plusieurs
affections : on connaît notamment les calculs des reins
et les calculs biliaires. Formés de composés minéraux
variés (oxalates, acides biliaires, etc.), ils pourraient
aussi être produits par une activité biologique. Là
aussi, un procaryote de petite taille serait très difficile
à mettre en évidence. De plus, un génome comportant
quelques centaines de gènes serait facile à camoufler
au sein du génome eucaryote, ce qui permettrait d'expliquer
un certain nombre d'observations intrigantes qui ont été
rassemblées sous le vocable de « pléomorphisme ».
Le génome de bactéries réduites à leur
plus simple expression pourrait s'intégrer dans le génome
humain à la manière d'un provirus, éventuellement
sous une forme dispersée parmi les chromosomes. Même
sans considérer une hypothèse aussi audacieuse, il
faut se rappeler qu'il a fallu beaucoup de temps pour accepter l'hypothèse
de Robin Warren et Barry Marshall sur l'origine de l'ulcère
de l'estomac. Pourtant, la bactérie responsable est une hélicobactérie
d'une taille tout à fait classique et d'un métabolisme
tout à fait orthodoxe, si l'on fait exception de sa capacité
d'utiliser l'urée.A coté des calculs divers, bien
soignés par la médecine, il existe des dépôts
cristallins dans l'organisme qui sont beaucoup plus dangereux pour
la santé publique, puisque les affections cardiovasculaires
représentent la première cause de mortalité.
Souvent dues à l'athérosclérose, qui est un
dépôt de cholestérol dans les vaisseaux, il
s'agit d'un véritable fléau. Bien entendu, on ne distingue
pas de véritables cristaux, puisque le cholestérol
cristallise sous forme de « cristaux liquides ».
Ce composé donne même son nom à l'une des trois
classes de cristaux liquides, aux cotés des cristaux nématiques
et smectiques : les cristaux liquides cholestériques.
Pour finir, demandons-nous à quoi pourraient ressembler des
bactéries utilisant l'énergie de cristallisation du
cholestérol. Là encore, n'attendons pas des vibrions
vibrionnants et des spirilles tirebouchonnants : imaginons
plutôt des organismes discrets de forme aplatie, menant une
vie silencieuse autant que nuisible au sein de la membrane basale
du vaisseau, très difficiles à distinguer d'une plaquette
sanguine en fin de vie.En raison du caractère insoluble du
cholestérol, ces organismes hypothétiques devraient
avoir une structure un peu plus complexe que ceux utilisant l'énergie
d'un gradient d'ions en solution. En effet, le gradient de concentration
du cholestérol ne peut s'exprimer qu'au sein d'une membrane.
J'imagine un organisme traversé de crêtes ou de canaux
membranaires évoquant un peu le réticulum des eucaryotes,
et traversant la cellule de part en part. Le mouvement du cholestérol
à travers les membranes alimenterait une pompe à protons
fournissant une maigre énergie. Sur la face basale se formerait
petit à petit un dépôt de cholestérol,
éventuellement remanié ensuite par les cellules immunitaires
de l'hôte. De tels organismes pathogènes, condamnés
par la perte irréversible de la majeure partie de leur génome
à subsister grâce à un métabolisme exotique
seraient très difficiles à mettre en évidence.
Ne nous étonnons pas qu'ils aient échappé à
l'oeil attentif de générations de microscopistes :
on ne peut trouver que ce que l'on cherche.
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