L’odeur de la géosmine est indéniable : c’est l’odeur qui imprègne l’air après une rafale de pluie d’été ou qui vous emplit le nez pendant que vous jardinez. C’est l’odeur du sol humide, un parfum terreux, presque réconfortant.
Mais comme une nouvelle étude vient d’être publiée dans la revue Microbiologie appliquée et environnementale souligne, cette odeur a aussi un but particulier. Il est fabriqué par certains types de bactéries connues pour être des productrices de toxines. Cela agit comme un avertissement pour C. elegans, un type de ver commun, que la bactérie qu’ils sont sur le point de brouter est toxique. Le produit chimique est un signal aposématique qui déclenche le sens du goût du ver aveugle, tout comme les couleurs vives d’une chenille ou les épines d’un poisson-globe disent à un prédateur voyant de rester à l’écart.
Mesurant seulement quelques millimètres de long, les nématodes comme C. elegans sont minuscules mais on les trouve partout sur la Terre, y compris en Antarctique. Les nématodes sont également l’animal le plus abondant sur Terre, représentant environ les quatre cinquièmes de la population animale mondiale. Les chercheurs utilisent souvent C. elegans comme organisme modèle dans leurs études car leurs systèmes biologiques sont moins complexes mais similaires à ceux des humains.
« Grâce à notre étude, nous avons découvert que la géosmine dans Streptomyces coelicolor, une bactérie toxique pour C. elegans, ne semble avoir aucun rôle autre que celui de signal », explique Brandon Findlay, professeur agrégé au Département de chimie et de biochimie. et l’auteur superviseur de l’article. « Il n’aide pas les cellules à se développer, à manger ou à se diviser. Il n’éloigne pas directement les prédateurs. Il semble juste être là comme un avertissement. » Il dit qu’il n’est au courant d’aucun autre produit chimique produit par des bactéries qui agit de cette façon.
L’étude a été dirigée par Liana Zaroubi, l’une des étudiantes de Findlay qui poursuit actuellement son doctorat. à l’Université Simon Fraser.
Un parfum de danger
Zaroubi reconnaît qu’il lui a fallu du temps pour arriver à l’idée que la géosmine était aposématique.
« Ce n’était certainement pas évident », dit-elle. « J’ai éliminé de nombreuses hypothèses avant de découvrir que la géosmine agissait comme un signal d’avertissement. Cependant, chaque expérience exclue a révélé des indices importants qui ont aidé à élucider le mystère qu’est la géosmine. Nous avons suivi la science et je crois que c’était la clé de cette découverte. »
Les chercheurs ont utilisé plusieurs souches de C. elegans pour tester leur hypothèse. Tout d’abord, ils ont observé le mouvement et le comportement des vers sur des plaques de gélose où la géosmine était présente mais les bactéries étaient absentes. Dans ce cas, les vers ont réagi négativement à la présence du composé, se déplaçant rapidement avec de fréquents changements de direction. Cependant, les nématodes mutants sans le neurone ASE chimiosensoriel, qui est dédié au goût, ont été observés pour se comporter normalement. La géosmine elle-même semble être non toxique pour C. elegans.
Une expérience distincte a été conçue qui comprenait des bactéries Streptomyces coelicolor. Les chercheurs ont observé les vers évitant leur proie lorsqu’ils pouvaient goûter la présence de géosmine. Mais ceux qui n’avaient pas les neurones ASE dévoraient les bactéries toxiques, avec des conséquences fatales prévisibles pour les prédateurs et les proies.
Un goût d’évolution
La géosmine est un composé très piquant, détectable par l’homme à cinq parties par billion. Bien que beaucoup trouvent son odeur agréable, il s’agit également d’un contaminant commun créé par des bactéries dans l’eau potable humaine qui peut donner à l’eau un goût de saleté.
L’étendue des utilisations biologiques de la géosmine n’est pas encore complètement comprise. Cependant, les chercheurs pensent que le composé offre un aperçu de la façon dont les bactéries et leurs prédateurs interagissent et comment évoluent des comportements complexes comme l’évitement des toxines.
Liana Zaroubi et al, Le terpène géosmin omniprésent du sol agit comme un produit chimique d’avertissement, Microbiologie appliquée et environnementale (2022). DOI : 10.1128/aem.00093-22