Le plastique est partout dans l’environnement et, alors que les premiers efforts de recherche portaient principalement sur les océans et les systèmes aquatiques, les sols sont de plus en plus pris en compte, en particulier ceux des écosystèmes agricoles, où nous cultivons notre nourriture.
Le professeur Matthias C. Rillig (Institut de biologie de la Freie Universität Berlin), en collaboration avec les co-auteurs, le Dr Shin Woong Kim (chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Rillig) et le professeur Yong-Guan Zhu (Chine), ont maintenant introduit un concept consolidé de la plastisphère du sol, en référence au sol sous l’influence immédiate de particules plastiques.
Leur étude, publiée dans Nature Reviews Microbiologie, résume plusieurs années de travaux de recherche sur la communauté microbienne (ou « microbiome ») qui colonise les particules de plastique. La plastisphère joue un rôle clé dans la compréhension des effets du plastique sur les écosystèmes terrestres.
Lorsqu’on réfléchit à l’impact de l’humanité sur la planète, la plupart des gens pensent d’abord au changement climatique. Mais les humains affectent également leur environnement par la pollution. Un polluant qui a récemment retenu l’attention est le plastique, plus précisément les microplastiques, c’est-à-dire les particules d’un diamètre inférieur à 5 mm. Ces particules microplastiques se trouvent pratiquement partout.
Étant donné qu’ils constituent une caractéristique beaucoup plus évidente dans l’océan et d’autres écosystèmes aquatiques, les chercheurs ont d’abord examiné ces zones. Mais récemment, des efforts concertés ont été déployés pour comprendre les effets de la pollution plastique sur les écosystèmes terrestres, et en particulier sur les sols.
Le plastique est une forme de pollution assez particulière, car il est constitué de particules ; c’est-à-dire des objets avec un volume interne et une surface. Cela les rend très différents des autres polluants chimiques, qui ne sont généralement pas des particules. La nature des particules ouvre des questions de recherche complètement nouvelles, parmi lesquelles ce qui arrive à ces particules dans les écosystèmes naturels et comment la vie du sol, en particulier la vie microbienne, interagit avec ces nouvelles surfaces.
Rillig aborde la microbiologie des particules de plastique elles-mêmes dans son récent article publié dans Nature Reviews Microbiologie. Rillig et ses co-auteurs ont d’abord clarifié la définition de la « plastisphère » du sol comme étant le sol sous l’influence immédiate de particules de plastique ; cela inclut le sol lui-même ainsi que la communauté microbienne présente dans ce sol et sur la surface plastique.
« Il y a eu des définitions plutôt contradictoires de ce terme. Ce type de conflit n’est bien sûr pas atypique dans les nouveaux domaines de recherche. Il était nécessaire d’abord de clarifier ce que devrait réellement représenter le concept de plastisphère », explique Rillig.
« Pratiquement tous les travaux menés jusqu’à présent ont examiné la communauté microbienne colonisant la surface du plastique », explique Rillig. Le prochain défi des chercheurs sera donc de déterminer jusqu’où l’effet plastisphère se propage dans le sol. L’effet plastisphère implique divers facteurs, mais le plus important est probablement les composés chimiques qui s’échappent de l’intérieur des particules de plastique dans le sol (les soi-disant « additifs » qui confèrent aux plastiques leurs propriétés souhaitées, telles que la couleur ou la flexibilité). ).
« Le plus grand défi pour l’avenir est de comprendre comment la communauté microbienne s’assemble sur la surface du plastique et dans la plastisphère », souligne Rillig. « Ce n’est pas encore vraiment compris. »
Des recherches antérieures auxquelles Rillig a également contribué ont montré que la communauté microbienne présente sur les surfaces plastiques du sol peut présenter des niveaux plus élevés de gènes de résistance aux antibiotiques et d’agents pathogènes putatifs. On ne sait pas encore pourquoi cela se produit. Une explication probable est que la surface en plastique constitue un environnement plutôt stressant pour certains organismes.
Il ne fait aucun doute que la communauté microbienne présente sur les particules est très différente du microbiome du reste du sol. D’une part, c’est beaucoup moins diversifié ; cela est simplement dû au fait que les conditions physiques et chimiques de l’habitat sont radicalement différentes à proximité ou sur ces particules de plastique par rapport au reste du sol.
Une autre caractéristique évidente de la communauté microbienne des plastisphères est qu’elle est riche en microbes – bactéries et champignons – susceptibles de dégrader le plastique. Certains de ces organismes pourraient détenir la clé des efforts de réhabilitation. Mais Rillig prévient : « Je suis pessimiste quant à la réussite de cette solution, car le plastique n’est pas qu’une seule chose. Il s’agit littéralement de milliers de choses différentes : une suite de contaminants. » Il est donc peu probable qu’une méthode de remédiation fonctionne, de manière générale.
La plastisphère est un nouveau compartiment environnemental présent dans les sols du monde entier, notamment dans les sols agricoles. De plus, il est probablement là pour rester. Par conséquent, des recherches supplémentaires sont nécessaires sur ce qui façonne les microbes colonisant ce compartiment et quelles sont les fonctions de ces microbes. Une telle connaissance permettrait de déterminer les effets sur les fonctions du sol. Selon Rillig, « les conséquences à long terme sont encore presque totalement inconnues, et cela peut encore réserver de nombreuses surprises ».
Plus d’information:
Matthias C. Rillig et al, La plastisphère du sol, Nature Reviews Microbiologie (2023). DOI : 10.1038/s41579-023-00967-2