"Pourquoi les scientifiques veulent résoudre l’énigme du monde souterrain qui est le milieu de vie de nombreux organismes" par Sciencedaily

ISIAS Sols Microbiome

Pourquoi les scientifiques veulent résoudre l’énigme du monde souterrain qui est le milieu de vie de nombreux organismes

Définitions préalables

« Le microbiome (du grec micro, «  petit  », et bios, «  vie  ») est l’« aire biotique » (aire de vie correspondant à une niche écologique) du microbiote, le mot microbiote désignant ici les espèces autrefois regroupées sous le terme « microflore », c’est-à-dire celles qui prédominent ou sont durablement adaptées à la surface et à l’intérieur d’un organisme vivant1 ». Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Microbiome

« Le microbiote est l’ensemble des micro-organismes — bactéries, microchampignons, protistes — vivant dans un environnement spécifique (appelé microbiome) chez un hôte (animal : zoobiote ; végétal : phytobiote ; aérien : aérobiote) ou une matière (d’origine animale ou végétale). Chez l’homme le microbiote intestinal joue un rôle important lors de la digestion ainsi que pour le système immunitaire. Il existe également un microbiote des plantes intimement associé à leur système racinaire ». Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Microbiote

Vue générale - Taille et diversité des organismes vivants du sol :

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a1/Organismes_du_sol.png

In Microbiologie des sols : « la science dont l’objet est l’étude de l’édaphon microscopique, c’est-à-dire des microorganismes unicellulaires (constituant le microbiote du sol, appelé aussi microbiote tellurique) doués de fonction vitale, de types eucaryotes dont les cellules possèdent un vrai noyau et de type procaryote sans noyau véritable. Les virus bien qu’étant des organismes non vivants font tout de même l’objet d’études1. Sa définition pourrait induire en erreur plus d’une personne concernant son champ d’étude, car il englobe d’autres branches comme la virologie, la mycologie et la parasitologie…. » - Article complet ce site : https://fr.wikipedia.org/wiki/Microbiologie_du_sol ].

Exemple - Découvrez la symbiose mycorhizienne en réalité virtuelle Vidéo 4 minutes - 24 février 2017 - La chaîne VR d’Inra_France - Découvrez en VR l’association plantes / champignons, la symbiose mycorhizienne (la navigation en 360° n’est possible à l’heure actuelle qu’avec le navigateur Chrome). Réalisation : Inra / Her-Bak médias 2017 – Source : https://www.youtube.com/watch?v=VdpsYmo1rOI

Traduction du 08 juin 2021 – avec ajout définitions préalables - par Jacques Hallard d’un article en date du 04/06/2021 publié par ‘sciencedaily.com’ sous le titre « Why scientists want to solve an underground mystery about where microbes live  » ; accessible sur ce site : https://www.sciencedaily.com/releases/2021/06/210604213552.htm

Source de l’information : Boston University [Université de Boston dans l’état du Massachusetts (« …environ 4.000 professeurs et plus de 33.000 étudiants … la quatrième plus grande université privée des États-Unis… »].

Résumé : une équipe de biologistes a révélé, pour la première fois, qu’il est possible de prédire avec précision l’abondance de différentes espèces de microorganismes dans les sols et dans différentes régions du monde.

Texte complet : bien qu’il puisse sembler inanimé, le sol sous nos pieds est bien vivant. Il est rempli d’innombrables microorganismes qui décomposent activement la matière organique, comme les feuilles et les plantes tombées au sol, et remplissent une foule d’autres fonctions qui maintiennent l’équilibre naturel du carbone et des nutriments qui sont stockés sous nos pieds dans le sol.

’Le sol est principalement constitué de micro-organismes, vivants ou morts’, explique Jennifer Bhatnagar, microbiologiste des sols et professeur adjoint de biologie au ‘Boston University College of Arts & Sciences’. Il est courant de voir plusieurs centaines de types différents de champignons et de bactéries dans une seule pincée de sol, dit-elle, ce qui en fait l’un des écosystèmes les plus diversifiés qui existent.

Étant donné que les organismes du sol sont encore très peu connus, les scientifiques n’ont jusqu’à présent pas tenté de prédire où vivent certaines espèces ou certains groupes de microbes du sol dans le monde. Or, la connaissance de ces organismes - trop petits pour être vus à l’œil nu - est essentielle pour mieux comprendre le microbiome du sol, qui est constitué des communautés de différents microbes qui vivent ensemble.

[Pour en savoir plus, on peut utilement consulter le communiqué suivant de ‘Végénov’ : Santé des plantes - Changement climatique et microbiote du sol : quels impacts et challenges pour l’agriculture de demain ? ].

Suite de l’article traduit

Une équipe de biologistes de l’Université de Boston, dont M. Bhatnagar, a relevé ce défi et leurs recherches révèlent, pour la première fois, qu’il est possible de prédire avec précision l’abondance des différentes espèces de microbes du sol dans différentes régions du monde. L’équipe a récemment publié ses conclusions dans un nouvel article paru dans ‘Nature Ecology & Evolution’.

’Si nous savons où se trouvent les organismes sur terre, et si nous savons comment ils changent dans l’espace et dans le temps en raison de différentes forces environnementales, et si nous savons ce que font les différentes espèces, alors nous pouvons beaucoup mieux prédire comment la fonction de ces communautés changera en termes de cycle du carbone et des nutriments’, explique Bhatnagar. Ce type de connaissances aurait d’énormes répercussions sur l’agriculture, le changement climatique et la santé publique.

’La santé des sols est étroitement liée aux microbes du sol’, explique Michael Dietze, auteur principal de l’étude et professeur de sciences de la terre et de l’environnement au BU College of Arts & Sciences. Dietze, Bhatnagar et des chercheurs de leurs laboratoires ont uni leurs forces pour travailler sur ce projet, qui a nécessité l’analyse de centaines d’échantillons de sol collectés par les sites de recherche du réseau NEON (National Ecological Observatory Network). Bhatnagar et les membres de son laboratoire ont apporté à l’équipe leur expertise en matière de sols, tandis que Dietze et son laboratoire ont offert leur capacité unique à élaborer des prévisions écologiques précises et des prédictions environnementales à court terme.

[Selon Wikipédia, « Le National Ecological Observatory Network, Inc. ou « NEON, Inc. » est un organisme non gouvernemental et indépendant (dit 501(c)3 aux États-Unis). Il a été créé pour gérer à grande échelle des systèmes d’observation écologique et d’expérimentations au nom de la communauté scientifique. NEON est une sorte de super-observatoire intégrant les systèmes de surveillance de l’environnement existants et couvrant toute l’Amérique du Nord (hors Canada et Mexique). Il est géré par NEON, Inc et financé par le Fondation nationale pour la science (fin juillet 2011, la Fondation nationale pour la science a décidé de financer la construction du projet NEON pour 5 à 7 ans1, le réseau NEON pourrait alors fonctionner à plein en 2016 ou plus tard)... – Article complet : https://fr.wikipedia.org/wiki/National_Ecological_Observatory_Network ].

Suite de l’article traduit

L’équipe a appris que la prévisibilité des microbes augmente en fonction de la superficie de l’espace. Ainsi, plus la parcelle de terre, sur laquelle le modèle établit des prévisions est grande, plus les prédictions concernant les types de microbes qui y vivent sont susceptibles d’être exactes.

Selon M. Dietze, la capacité à prédire avec précision les microbes susceptibles d’être présents dans un échantillon de sol donné a également augmenté lorsque les chercheurs ont examiné les groupes d’organismes situés plus haut sur l’échelle phylogénétique, un système qui classe les organismes en fonction de leur parenté évolutive. À l’extrémité la plus petite de l’échelle, une ’espèce’ représente le niveau de classification le plus fin ; à l’autre extrémité, un ’phylum’ constitue les groupes d’organismes les plus grands et les plus divers. Ils ont été surpris de constater qu’ils étaient mieux à même de prédire la présence d’un phylum entier que celle d’une espèce individuelle.

Après avoir reçu les données génomiques des échantillons de sol de NEON, les modèles de prévision de l’équipe de recherche prennent en compte les facteurs environnementaux spécifiques à l’endroit d’où provient le sol - les plantes qui y vivent, l’acidité du sol (pH), la température, le climat, et bien d’autres facteurs encore. Ils ont constaté que leur modèle était le mieux à même de prédire la présence de micro-organismes en fonction de leur relation symbiotique avec les espèces végétales locales. Le champignon mycorhizien, par exemple, est un microbe du sol très commun auquel s’associent environ 90 % des familles de plantes, y compris les pins et les chênes de la Nouvelle-Angleterre aux Etats-Unis.

En revanche, l’équipe a constaté qu’il était plus difficile de prévoir de grands groupes d’organismes en fonction de leur relation avec l’acidité du sol. Bien qu’ils connaissent les niveaux d’acidité du sol et les types de bactéries qui aiment généralement vivre dans cet environnement, leur modèle n’a pas pu prédire avec précision la quantité de bactéries réellement présentes dans l’échantillon de sol, explique Bhatnagar. ’Cela signifie qu’il y a quelque chose d’autre que la relation avec [l’acidité], que la relation avec tout autre facteur environnemental que nous mesurons habituellement dans nos écosystèmes’, dit-elle.

Aujourd’hui, les équipes de Dietze et Bhatnagar étendent leurs prévisions au-delà de la prédiction des microorganismes basée uniquement sur leur emplacement, pour inclure également des périodes spécifiques de l’année.

’La mise en place d’un cadre pour la prévision du microbiote du sol sur des sites à travers les États-Unis, améliorera notre compréhension des changements saisonniers et interannuels’, explique Zoey Werbin, doctorante qui travaille dans le laboratoire de Bhatnagar et auteur de l’article. ’Cela pourrait nous aider à anticiper la façon dont le changement climatique pourrait affecter les processus microbiens, comme par exemple la décomposition ou le cycle de l’azote’. Avec son projet de thèse, Werbin espère répondre à des questions fondamentales sur comment et pourquoi le microbiome du sol varie dans le temps et l’espace.

’Plus nous apprenons, plus nous réalisons l’importance des microorganismes du sol pour l’agriculture, la santé publique et le changement climatique. Il est vraiment passionnant d’étudier comment des organismes microscopiques peuvent avoir des effets à si grande échelle’, explique M. Werbin. ’Nous savons que certains facteurs, comme la température et l’humidité, affectent les communautés microbiennes. Mais nous ne connaissons pas l’importance de ces facteurs par rapport à la variabilité naturelle ou aux interactions entre les organismes. Mon projet de doctorat aidera à identifier les forces motrices du microbiome du sol, ainsi que les plus grandes sources d’incertitude.’

[Autre lecture suggérée :

Pour comprendre l’état de santé d’un sol, sa qualité, sa fertilité et son risque d’exposition aux maladies > on peut encore lire le communiqué intitulé « L’analyse du microbiome », émanant du Laboratoire canadien d’écologie microbienne (IRDA) www.irda.qc.ca/lem - Source : https://irda.blob.core.windows.net/media/4672/microbiome.pdf ].

Origine du matériel d’information écrit par Jessica Colarossi. Note : Content may be edited for style and length. Note : Le contenu peut être modifié pour des raisons de style et de longueur.

Référence de la revue  : Colin Averill, Zoey R. Werbin, Kathryn F. Atherton, Jennifer M. Bhatnagar, Michael C. Dietze. Soil microbiome predictability increases with spatial and taxonomic scale. Nature Ecology & Evolution, 2021 ; 5 (6) : 747 DOI : 10.1038/s41559-021-01445-9

Pour citer cette page : MLA APA Chicago - Boston University. ’Why scientists want to solve an underground mystery about where microbes live.’ ScienceDaily. ScienceDaily, 4 June 2021. www.sciencedaily.com/releases/2021/06/210604213552.htm

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Traduction, [compléments] et intégration de liens hypertextes par Jacques HALLARD, Ingénieur CNAM, consultant indépendant – 08/06/2021

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