Une expérience de « tri des espèces » révèle que les communautés microbiennes changent sous différentes conditions climatiques en réactivant les espèces dormantes qui prospèrent à différentes températures.
Des souches dormantes de bactéries qui s’étaient auparavant adaptées pour faire face à certaines températures redeviennent actives lors du changement climatique, selon un rapport publié dans eLife .
Les résultats ont des implications importantes pour prédire l’impact du réchauffement climatique sur les écosystèmes.
Les microbes font partie intégrante du fonctionnement des écosystèmes, en raison de leur rôle clé en tant qu’agents pathogènes, sources de nourriture et dans le recyclage des nutriments. Pour comprendre l’impact profond du changement climatique sur le fonctionnement des différents écosystèmes, il est nécessaire d’étudier les communautés microbiennes qui les composent.
"Les communautés microbiennes peuvent réagir au réchauffement à court terme par l’acclimatation (en développant des caractéristiques uniques qui s’adaptent à l’environnement) ou à long terme par l’adaptation , dans laquelle elles opèrent des changements évolutifs sur plusieurs générations", explique l’auteur principal. Thomas Smith, associé de recherche au Georgina Mace Centre for the Living Planet, Imperial College London, Royaume-Uni. "Mais il existe également un troisième mécanisme, appelé tri des espèces , par lequel la composition de la communauté globale, c’est-à-dire les espèces présentes, est modifiée en fonction des changements de température. L’importance du tri des espèces en relation avec l’acclimatation et l’adaptation n’a pas été explorée auparavant dans le contexte des réponses de la communauté microbienne aux changements de température. »
Pour résoudre ce problème, l’équipe a mené une expérience de tri des espèces, dans laquelle elle a cultivé des communautés bactériennes du sol répliquées, collectées sur un seul site à différentes températures allant de 4°C à 50°C. Ils ont ensuite mesuré la croissance et le métabolisme de chaque souche bactérienne isolée à ces différentes températures pour déterminer leurs performances thermiques et ont étudié les séquences génétiques des bactéries isolées pour voir comment les caractéristiques sensibles à la température ont évolué au fil du temps.
Ils ont constaté que des communautés évolutivement et fonctionnellement distinctes ont émergé dans chacune des conditions de température, entraînées par la réanimation de souches microbiennes qui étaient dormantes dans des conditions environnementales antérieures. Cela suggère que, plutôt que de nouvelles bactéries s’installant dans une communauté pour s’adapter à de nouvelles conditions, la communauté d’origine héberge plusieurs souches bactériennes préadaptées pour survivre à différentes températures et pouvant s’activer lorsque leur température préférée est atteinte. En conséquence, il est probable que les communautés microbiennes dans la nature puissent réagir rapidement aux fluctuations de température.
« Comprendre l’importance relative de l’acclimatation, de l’adaptation et du tri des espèces dans l’assemblage et le renouvellement des communautés microbiennes est essentiel pour déterminer la rapidité avec laquelle elles peuvent réagir aux changements de température. Jusqu’à présent, aucune base mécaniste pour ces réponses au niveau communautaire n’a été discernée », conclut l’auteur principal Thomas Bell, professeur d’écologie microbienne au Centre Georgina Mace pour la planète vivante de l’Imperial College de Londres. « Nous avons découvert que ressusciter la diversité fonctionnelle au sein d’une communauté microbienne peut permettre à l’ensemble de la communauté de survivre en réponse aux changements de température. "Des études supplémentaires sur d’autres communautés microbiennes, telles que celles résidant dans l’eau, permettront de prévoir plus précisément les effets du changement climatique sur différents écosystèmes."
