Cette bactérie fait pousser des trèfles sur Mars

Mars a beau être un véritable paradis pour géologues, astronomes ou volcanologues, il faut avouer que les botanistes, de leur côté, restent encore sur leur faim. Et pour cause, le sol martien est absolument stérile et dépourvu des éléments indispensables pour faire pousser la moindre plante. Cependant, une étude parue dans PLOS ONE le 29 septembre 2021 arrive à la conclusion qu’il devrait être possible d’y faire pousser des trèfles en ajoutant un petit ingrédient miracle : des bactéries.

Pour l’auteur principal, Franklin Harris, chercheur en agriculture à l’Université du Colorado, faire des cultures sur Mars deviendra vite un besoin vital : « Avec l’augmentation de la population sur Terre et le déclin des terres cultivables, l’astroagriculture deviendra nécessaire et il faudra terraformer le régolithe martien. »

Le régolithe, c’est la partie supérieure du sol, plus meuble que la pierre qui se trouve en dessous. Et si le chercheur n’a pas encore pu aller planter ses petites graines dans celui de la Planète rouge, il a essayé avec du matériau terrestre qui simule la composition de ce qui se trouve là-bas.

L'expérience des scientifiques.

Source : Harris et al., 2021, PLOS ONE, CC-BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) (photo recadrée)

Un cocktail trèfles + bactéries

Pour ce faire, ils ont fait appel à une compagnie texane nommée « The Martian garden », qui produit de la terre à destination des chercheurs ou des professeurs. Une terre riche en fer, qui est celle qui se rapproche le plus du sol martien. Ils ont choisi d’y planter des trèfles, et ce pour une raison précise : ces végétaux avaient déjà réussi à pousser dans du faux régolithe martien selon une étude parue en 2014, même si la croissance avait été bien moindre de ce qui se trouve habituellement sur Terre.

Alors l’équipe de Harris a ajouté une bactérie nommée Sinorhizobium melitoti. Bien pratique, elle vit en symbiose avec les trèfles sur Terre, car elle a la particularité de fixer l’azote contenu dans l’atmosphère, ce qui est essentiel à la croissance de la plante. «Avec cette bactérie, raconte Franklin Harris, la plante acquiert indirectement l’azote atmosphérique, l’utilise, et place ce qu’il y a en trop dans le sol. C’est quelque chose de bien établi, mais nous ne savions pas si les plantes allaient pouvoir en bénéficier dans cet environnement moins hospitalier.»

L’azote apparaît comme la pièce manquante du puzzle pour faire pousser quoi que ce soit sur Mars. Wiemer Wamelink, l’auteur de l’étude parue en 2014, s’en était déjà rendu compte : « Nous avons pu faire pousser quelques plantes dans le sol, mais l’introduction d’azote était toujours nécessaire, quoi qu’il arrive. Heureusement, il existe plusieurs moyens d’en avoir. » Ici, l’équipe de Franklin Harris s’est servie de bactéries, mais d’autres méthodes impliquent des excréments humains. Si Matt Damon se sert des cadeaux laissés par ses camarades dans le film Seul sur Mars, c’est justement pour que ses pommes de terre récupèrent suffisamment d’azote. D’ailleurs, Wieger Wamelink prévoit des expériences similaires, dans quelques semaines, affaire à suivre.

Vers des haricots sur Mars ?

Revenons sur l’étude de Harris : l’introduction de cette bactérie sur les trèfles a considérablement accéléré leur croissance. Par rapport à leur échantillon-test sans bactérie, ils ont obtenu une récolte 75% plus importante, autant au niveau de la plante elle-même que de ses racines. Autre point positif : contrairement aux plantes sans bactéries, celles-ci développaient des nodules. Ces petites structures visibles servent à accueillir des bactéries, et ainsi leur permettre de fixer l’azote atmosphérique plus efficacement. C’est ce qui les aide à grandir même lorsqu’il n’y a pas d’azote dans le sol.

Et justement, une petite déception : il n’y a pas davantage d’azote dans le régolithe, même avec la présence de trèfles. Cela signifie que tout l’azote ainsi fixé est utilisé pour faire grandir la plante, il n’y a pas ce fameux surplus qui termine dans le sol. Malgré tout, les recherches sont sur la bonne voie selon Franklin Harris : « Cela montre l’importance d’utiliser les partenariats naturels qui existent déjà entre les plantes et leurs bactéries symbiotiques. C’est un premier pas vers une meilleure compréhension d’une possible astroagriculture sur Mars. » Les bactéries qui fixent l’azote pourront être tout particulièrement utiles, car ce manque était un des principaux obstacles à la croissance des plantes. Le chercheur espère qu’après les trèfles, d’autres cultures pourront voir le jour, au moins dans des études avant un grand départ. C’est aussi le souhait de Wieger Wamelink : « Les trèfles peuvent toujours être utiles pour fertiliser le sol, indique le chercheur. Mais notre idée serait de planter des haricots ou des pois, qui ont l’avantage de pouvoir être mangés ! »

Mais tout cela n’est pas pour tout de suite. Le comportement des plantes dans ce type d’environnement n’est pas tout à fait compris, et même si les bactéries sélectionnées peuvent jouer un rôle positif, ce n’est pas le cas pour toutes. En effet, cette méthode nécessite la présence d’humains pour cultiver ces plantes qui ne pourront pousser qu’en intérieur. Et les humains aussi sont porteurs de bactéries qui peuvent contaminer le sol ou les plantes. Malgré les avancées de la recherche, Mars reste une planète extrêmement hostile à toute forme de vie et l’astroagriculture sera toujours confrontée à de nombreux défis.