De nouvelles données complètes sur le génome des invertébrés du sol fournissent un aperçu de leur biodiversité

Avec le projet « MetaInvert », les scientifiques fournissent de nombreuses données génomiques sur 232 espèces d’organismes jusqu’alors peu étudiés. Ils sont minuscules, extrêmement divers et répandus dans le sol : invertébrés du sol tels que les collemboles, les acariens des cornes, les mille-pattes et les nématodes. Ces animaux, souvent visibles uniquement au microscope, remplissent des tâches importantes dans l’écosystème du sol.

C’est pourquoi ils font de plus en plus l’objet de mesures officielles visant à préserver la biodiversité des sols. Ces informations contribuent de manière significative à l’identification et à la connaissance de la composition et de la fonction des communautés ainsi qu’à la découverte d’adaptations évolutives aux conditions environnementales.

Mais quelles sont exactement les caractéristiques et les capacités de chaque espèce, quelles informations son matériel génétique révèle-t-elle et comment ont-elles évolué au cours de l’évolution ?

Leur performance est essentielle à la santé des sols : des hordes de petits animaux multicellulaires mais invertébrés décomposent inlassablement la matière organique, régulent l’activité des micro-organismes, favorisent la circulation des nutriments et le stockage de l’eau. Ils contribuent ainsi notamment à la production de nourriture pour nous, les humains. Cependant, aussi importants que soient les animaux du sol – et leur importance pour le sol est désormais reconnue – ils doivent encore faire l’objet de recherches approfondies.

C’est ici qu’intervient le projet « Metagenomic monitoring of Sol Communities (MetaInvert) », développé au Hessian LOEWE Center for Translational Biodiversity Genomics (TBG) et auquel participent des chercheurs de France, d’Espagne et de Suède aux côtés des scientifiques du TBG et de Senckenberg. .

Dans une étude publiée dans la revue Biologie des communicationsils décrivent leur approche et les nouvelles méthodes génomiques qu’ils utilisent.

« Les invertébrés du sol sont difficiles à étudier en raison de leur taille microscopique et de leur incroyable diversité. Nous pensons qu’il existe encore des centaines de milliers d’espèces non décrites dans le monde. De nouvelles méthodes d’analyse génomique fournissent désormais des informations complètement nouvelles », rapporte Miklós Bálint, professeur de Génomique environnementale fonctionnelle au Centre de recherche sur la biodiversité et le climat Senckenberg, Université Justus Liebig de Giessen, et co-conférencier au LOEWE-TBG.

Les scientifiques se concentrent principalement sur les méthodes de métagénomique et de métatranscriptomique.

« Alors que les méthodes basées sur l’ADN et l’ARN sont utilisées depuis longtemps pour soutenir la taxonomie traditionnelle et les études écologiques sur des groupes d’organismes difficiles à analyser, nous utilisons la « métagénomique de fusil de chasse » pour séquencer de manière aléatoire des fragments d’ADN à partir d’un échantillon. Comme elle peut utiliser tous Grâce aux informations génomiques disponibles pour l’identification taxonomique, il s’agit d’une approche de plus en plus viable pour détecter la présence d’organismes supérieurs dotés d’un noyau, appelés eucaryotes », explique Bálint.

La métatranscriptomique est utilisée pour détecter les gènes qui sont activement transcrits en acides ribonucléiques (ARN) en tant que porteurs d’informations et de fonctions importantes d’une cellule et ainsi contrôler les processus biologiques en cours. Cela fournit des informations sur l’activité métabolique des membres de la communauté du sol et sur les changements fonctionnels dans ces communautés.

Selon les auteurs de l’étude, des collections et des bases de données complètes sur le génome constituent « l’épine dorsale » de ces deux méthodes. « Grâce à l’analyse génomique des 232 espèces différentes de notre étude, nous avons désormais créé une vaste ressource génomique permettant de mieux comprendre la structure, l’activité et le fonctionnement des communautés d’invertébrés du sol. En outre, nous avons pu confirmer que les théories de l’évolution du génome ne peut pas être généralisé à des groupes d’invertébrés évolutifs distincts », explique Bálint.

Avec leurs résultats, les auteurs souhaitent contribuer à renforcer la compréhension et la protection de la biodiversité des sols. Selon l’étude, les nouveaux résultats et méthodes permettent un suivi plus détaillé de la composition et de la fonction des communautés. De plus, des adaptations évolutives aux conditions changeantes du sol ont pu être retracées.

Le sous-projet « MetaInvert-ISO », également initié au LOEWE Centre TBG, vise à créer un catalogue de méthodes d’analyse standardisées pour l’évaluation de la biodiversité des sols. Ces méthodes peuvent être utilisées pour enregistrer, déterminer et utiliser des données taxonomiques fiables pour la protection de la biodiversité des sols de manière transparente et pratique, indépendamment des exigences légales.