Une carte détaillée du microvers : les niches microbiennes —


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    Que ce soit dans les sources chaudes, dans l’intestin humain ou dans les profondeurs marines, les micro-organismes colonisent presque tous les endroits de la planète, parfois dans des conditions extrêmes. Selon la manière dont ces organismes se sont adaptés aux conditions environnementales particulières de ces niches écologiques, les écologistes les classent en « généralistes » ou « spécialistes ». Alors que les généralistes peuvent faire face à un large éventail de conditions environnementales, les spécialistes ne grandissent que dans des circonstances très spécifiques.

    “Une question clé pour l’étude de stratégies microbiennes aussi différentes est de savoir comment définir les niches écologiques microbiennes en premier lieu”, déclare le professeur Bas E. Dutilh. Jusqu’à présent, cela s’est principalement fait sur la base de paramètres environnementaux subjectifs, qui ne permettent guère une quantification impartiale de la niche. Le bioinformaticien du cluster d’excellence “Balance of the Microverse” de l’université d’Iéna, en collaboration avec des chercheurs de l’université d’Utrecht, a donc utilisé une nouvelle méthode, basée sur les données, pour décrire les niches microbiennes, dans lesquelles la communauté d’espèces elle-même est considéré comme le facteur environnemental décisif au lieu des conditions extérieures de l’habitat. Cela fonctionne parce que les communautés microbiennes s’adaptent rapidement à leur environnement, de sorte que leur composition reflète la somme de tous les facteurs environnementaux.

    La plupart des habitats microbiens dominés par des généralistes

    Pour leur étude, les chercheurs ont analysé et quantifié des milliers d’ensembles de données métagénomiques provenant de différents échantillons microbiens du monde entier. “Nous avons constaté que dans la plupart des habitats, les généralistes sont dominants”, explique Dutilh. Les chercheurs ont d’abord été surpris par cette découverte, car ils avaient supposé que dans les niches locales, les spécialistes pourraient prévaloir car ils sont mieux adaptés aux conditions particulières. Mais ils ont constaté que les généralistes concurrents pouvaient se développer beaucoup plus rapidement et ainsi acquérir une position dominante dans le créneau. “Pour les généralistes, c’est aléatoire, cependant; soit ils réussissent, soit ils ne le font pas. Cela les rend assez variables en leur présence. Les spécialistes sont plus stables dans leur créneau, bien qu’en faible abondance.”

    Et il y a eu un autre résultat auquel les chercheurs ne s’attendaient pas : les génomes des généralistes ne sont pas particulièrement grands. “Cela était auparavant supposé car on pensait que la flexibilité métabolique nécessitait généralement un génome plus grand”, rapporte Dutilh. Mais il s’avère que la corrélation entre la gamme de niche et la taille du génome est plus complexe. “Nous avons découvert deux stratégies évolutives contrastées : dans les habitats à biodiversité locale relativement faible, tels que les microbiomes associés aux animaux, les spécialistes ont un génome relativement petit. Dans les habitats à forte biodiversité tels que les sols, le génome des spécialistes est nettement plus grand.”

    Les génomes des généralistes sont plus variables que ceux des spécialistes, les gènes allant et venant au cours de l’évolution. Cela leur permet d’intégrer l’information génétique d’autres organismes par transfert horizontal de gènes et ainsi de s’adapter rapidement à la niche locale. “Nous voyons également des fonctions spécifiques associées au transfert horizontal de gènes dans les génomes des généralistes”, selon Dutilh. Les fonctions associées aux spécialistes sont beaucoup plus diverses, souvent liées à des processus métaboliques très spécifiques. Les génomes des spécialistes sont évolutivement stables, contrairement à ceux des généralistes.

    “En conclusion, notre analyse apporte un éclairage nouveau et inattendu sur les stratégies de gamme de niches microbiennes tout au long de l’arbre de vie microbien”, est convaincu Bas E. Dutilh.

    Houssen Moshinaly

    Rédacteur en chef d'Actualité Houssenia Writing. Rédacteur web depuis 2009.

    Blogueur et essayiste, j'ai écrit 9 livres sur différents sujets comme la corruption en science, les singularités technologiques ou encore des fictions. Je propose aujourd'hui des analyses politiques et géopolitiques sur le nouveau monde qui arrive. J'ai une formation de rédaction web et une longue carrière de prolétaire.

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