Les microbes dormants peuvent “s’allumer” pour faire face au changement climatique

Les résultats ont des implications importantes pour prédire l’impact du réchauffement climatique sur les écosystèmes.

Les microbes font partie intégrante du fonctionnement de l’écosystème, 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 donc nécessaire d’étudier les communautés microbiennes qui les composent.

“Les communautés microbiennes peuvent réagir au réchauffement à court terme par acclimatation – en développant des traits uniques adaptés à l’environnement – ou à plus long terme par adaptation, où elles effectuent 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 quelles espèces sont présentes – se modifie avec les changements de température. L’importance du tri des espèces par rapport à l’acclimatation et à l’adaptation n’a pas été été exploré dans le contexte des réponses de la communauté microbienne aux changements de température. »

Pour résoudre ce problème, l’équipe a réalisé une expérience de tri des espèces, au cours de laquelle ils ont cultivé des communautés de bactéries 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 isolée de bactéries à ces différentes températures pour déterminer leurs performances thermiques, et ont étudié les séquences génétiques des bactéries isolées pour voir comment les traits de réponse à la température ont évolué au fil du temps.

Ils ont découvert que des communautés distinctes sur le plan évolutif et fonctionnel émergeaient à chacune des conditions de température, entraînées par la réanimation de souches microbiennes qui avaient été inactives dans les conditions environnementales précédentes. Cela suggère que – plutôt que de nouvelles bactéries se déplaçant dans une communauté pour s’adapter aux nouvelles conditions – la communauté mère abrite plusieurs souches bactériennes qui sont pré-adaptées pour survivre à différentes températures et peuvent s’activer lorsque leur température préférée est atteinte. En conséquence, les communautés microbiennes dans la nature sont susceptibles de pouvoir 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, une base mécaniste de ces réponses au niveau communautaire n’avait pas été discernée , ” conclut l’auteur principal Thomas Bell, professeur d’écologie microbienne au Georgina Mace Center for the Living Planet, Imperial College London. “Nous avons découvert que la réanimation de 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. D’autres études sur d’autres communautés microbiennes – telles que celles résidant dans l’eau – soutiendront des prévisions plus précises de effets du changement climatique sur différents écosystèmes.

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