L'air toxique de la Grotte de Soufre à Steamboat Springs, dans le Colorado, est chargé de sulfure d'hydrogène mortel et de niveaux élevés de dioxyde de carbone. Fermée par une simple clôture, cette caverne a rarement accueilli des visiteurs. Des archives du Steamboat Pilot relatent des expéditions périlleuses : dans les années 1930, des spéléologues en masques à gaz ne pouvaient y pénétrer que par courtes sessions de quatre minutes ; dans les années 1960, un explorateur équipé d'oxygène en ressortit convulsé, devant être évacué d'urgence.
David Steinmann, consultant environnemental et chercheur associé au département de zoologie du Denver Museum of Nature & Science, n'était pas impressionné. « Le gaz le plus dangereux sort du soda ! », plaisante-t-il. Pompier volontaire habitué aux environnements hostiles, il s'équipe comme pour un incendie : appareil respiratoire et protections complètes.
En 2007, une équipe de la National Speleological Society du Colorado explore la grotte pour étudier sa géologie, biologie, histoire et chimie des eaux. Steinmann, découvreur de plus de 100 espèces inédites, cherche de nouveaux organismes. Ce jour-là, à 25 pieds sous terre dans ce tunnel boueux de 180 pieds, il en trouve un.
Les scientifiques le laissent passer en premier pour éviter de perturber l'écosystème. Il repère des colonies de microbes au plafond, les « snottites », qui dégoulinent d'un acide muqueux corrosif. Plus loin, deux bassins toxiques surpassent les cheminées volcaniques océaniques en sulfure d'hydrogène. Et dedans : des milliers de vers tubulaires rouges, longs d'un pouce, regroupés par centaines, évoquant des anémones ou des cheveux d'ange. « Jamais vu ça de ma vie. Ça devait être nouveau », se souvient Steinmann.
Des années d'analyses confirment : ces vers, nommés Limnodrilus sulphurensis, sont une espèce unique, limitée à cette grotte et une source chaude voisine.
Au-delà de leur nouveauté, ces extrêmophiles – organismes prospérant dans des conditions extrêmes – pourraient révolutionner la médecine. Certains extrêmophiles fournissent déjà des enzymes pour détergents, médicaments ou biocarburants. Ces vers promettent des antibiotiques contre les superbactéries résistantes, grâce à leurs défenses contre les bactéries environnantes.
La découverte d'extrêmophiles utiles exige exploration, étude et industrialisation – un processus long. Quatorze ans après, l'évaluation du potentiel de L. sulfurensis se poursuit dans des habitats improbables où l'innovation biologique se cache.
Steinmann prélève des échantillons pendant que d'autres analysent la microbiologie. Un cartographe émerge rouge et asphyxié d'une fissure gluante.
Aujourd'hui, les extrêmophiles interviennent dans le lait sans lactose, insecticides, lessives ou biocarburants. Mentionnés indirectement dans la Bible via le sel rouge (halophiles), ils inspirent depuis des millénaires. James Coker, directeur du Center for Biotechnology Education à Johns Hopkins, note : « Pour eux, l'extrême est chez eux. »
Les bioprospecteurs sillonnent le globe : Antarctique, lacs acides, sources thermales. Steinmann contacte des experts de l'USGS ; une équipe internationale (Boulder à Rostock) identifie les vers via ADN et anatomie. Trois expéditions supplémentaires en 2009 fournissent échantillons vivants et conservés.
Dans les grottes, les nutriments sont rares : excréments ou bois pourrissant. Steinmann, passé de biologiste aquatique à chasseur d'espèces cavernicoles, a révélé des dizaines d'organismes inédits au Colorado.
Christer Erséus (Université de Göteborg) analyse le sang des vers, riche en oxygène : « Certains athlètes en rêveraient ! » Neuf ans pour publier dans Zootaxa et Hydrobiologia.
En 2016, Steinmann collabore avec Aurélie Tasiemski, spécialiste française des antibiotiques de vers extrêmes au Centre d'Infection et Immunité de Lille (Institut Pasteur). « Ces habitats sulfureux sont prometteurs pour de nouveaux antibiotiques », dit-elle, pionnière depuis 2004 sur sangsues et vers marins.
Une expédition récente enverra des spécimens frais en 2022. Tasiemski broie, extrait et teste peptides via chromatographie, ciblant superbactéries ESKAPE. Ses brevets sur Alvinella pompejana avancent vers essais cliniques.
Les peptides versatiles résistent aux extrêmes, idéaux pour stockage et fièvre humaine. Seulement sept peptides antimicrobiens approuvés par la FDA en 40 ans. Le chemin est long : labo vers industrie pharmaceutique.
Tasiemski teste sur souris ; succès ouvrira essais humains. « Le frisson de la découverte prime », confie-t-elle. Steinmann : « Volons leurs secrets pour notre survie. »
Publié initialement dans le numéro Messy printemps 2022 de PopSci.
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