Une équipe de recherche internationale dirigée par l’Institut néerlandais d’écologie (NIOO-KNAW) est à la recherche de la vie invisible dans les îles Galápagos. La diversité des bactéries et autres organismes microscopiques n’est peut-être pas évidente à l’œil nu, mais elle est essentielle à la nature ; par exemple, aux marguerites géantes des îles, des plantes endémiques uniques qui sont actuellement menacées.
Dans quelle mesure la vie microbienne invisible des îles emblématiques des Galápagos est-elle unique et diversifiée ? C’est ce que le Projet de microbiome des Galápagos— un groupe de scientifiques des Pays-Bas, d’Équateur, d’Espagne et du Brésil — a l’intention de révéler. Cela pourrait améliorer notre compréhension de la co-évolution des espèces. Dans ce cas, les chercheurs prévoient d’échantillonner à la fois des bactéries et des champignons (le microbiome) et leurs plantes hôtes.
« C’est vraiment motivant pour nous de suivre les traces de Darwin et de dresser le profil de la diversité des microbes sur et à l’intérieur des espèces de plantes sauvages », déclare le chef de projet Jos Raaijmakers, responsable de l’écologie microbienne à l’Institut néerlandais d’écologie (NIOO-KNAW) et professeur à Université de Leyde.
Marguerite géante, le pinson des plantes de Darwin
Les connaissances acquises lors de l’expédition pourraient apporter une contribution importante à la préservation d’espèces végétales menacées, notamment Scalesia, la marguerite géante. On le trouve notamment sur les îles inhabitées de l’archipel. Scalesia pousse sur un sol fertile, très demandé pour l’agriculture en dehors des réserves naturelles. Les autres menaces pesant sur ces plantes endémiques uniques sont les chèvres qui paissent, les espèces végétales envahissantes et les conditions climatiques extrêmes.
Scalesia a été appelée le pinson de Darwin du monde végétal. Tout comme le célèbre groupe d’espèces d’oiseaux que Darwin a trouvé aux Galápagos et utilisé comme source d’inspiration pour sa théorie de l’évolution, les membres de la famille Scalesia diffèrent considérablement d’un site à l’autre et d’une île à l’autre. C’est un modeste arbuste qui pousse parmi les pierres ponces à un endroit, mais un véritable arbre entouré d’une forêt de nuages à un autre. S’adaptant aux circonstances locales, Scalesia a développé une grande variété qui a abouti à au moins 15 espèces différentes.
Micro-amis
Mais qu’en est-il des micro-organismes ? Ont-ils, eux aussi, adapté et développé une grande diversité à travers les îles ? Et quel est leur rôle dans l’écologie de la plante hôte endémique ? En savoir plus sur les partenaires microbiens encore inconnus des plantes s’avérera, espérons-le, la clé pour soutenir leur croissance et leur survie.
« C’est un monde invisible qu’il aurait été impossible d’étudier avec autant de détails à l’époque de Darwin », explique Raaijmakers. « Les techniques ADN actuelles nous permettent de démêler la diversité des microbes et d’étudier si elle est conforme à la spéciation de leurs plantes hôtes sur différentes îles de l’archipel. »
Par bateau
L’équipe internationale composée de six chercheurs et d’un cinéaste commencera son expédition de 12 jours dans plusieurs îles Galápagos le 25 mars, en utilisant leur navire comme base. Le chef de projet Raaijmakers a travaillé en étroite collaboration avec Pieter van ‘t Hof et Gonzalo Rivas-Torres de l’Université San Francisco de Quito en Équateur pour rendre possible la recherche des différentes espèces de marguerites géantes. Ces chercheurs et leur équipe ont une grande expérience des expéditions aux Galápagos et jouent un rôle clé dans la Projet de code-barres Galapagosune entreprise ambitieuse qui vise à documenter la génétique de toutes les espèces sur les îles et dans les eaux environnantes.
« Nous échantillonnerons les feuilles et les racines des plantes pour établir le profil des micro-organismes qui y vivent », explique Raaijmakers. « Tout comme les humains et les animaux, les plantes dépendent des microbes pour leur croissance, leur développement et leur santé. Nous avons des milliards de microbes sur notre peau et dans nos intestins avec lesquels nous coexistons. Les plantes ont un microbiome similaire : des milliards de bactéries bénéfiques, des champignons et des levures dans et sur leurs racines et leurs feuilles. »
Ce ne seront pas les premières plantes échantillonnées par Raaijmakers et ses collègues chercheurs. « Pour un certain nombre de plantes cultivées, nous avons déjà une assez bonne vue d’ensemble de leur microbiome et de celui de leurs ancêtres sauvages. Mais jusqu’à présent, nous n’avons qu’une compréhension partielle de la diversité des fonctions que nous y observons », précise-t-il. Il sera passionnant de faire des comparaisons avec ces espèces sauvages et leurs micro-amis. « En outre, les microbes végétaux bénéfiques peuvent à long terme jouer un rôle clé dans la préservation et la restauration des espèces indigènes menacées par le changement climatique et les plantes envahissantes », ajoute-t-il.
Quelle est la particularité des îles Galápagos ?
Les îles Galápagos, largement inhabitées, sont entourées par la haute mer, à environ 1 000 km à l’ouest de l’Amérique du Sud. En raison de leur éloignement, les animaux, les plantes et éventuellement les micro-organismes ont évolué indépendamment de leurs homologues du continent. La grande variété d’espèces étroitement apparentées a aidé Darwin, qui a visité les îles en 1835, à développer sa théorie de l’évolution.
De nombreuses recherches ont été effectuées sur les différentes îles sur l’occurrence de variations génétiques au sein d’espèces animales individuelles, aboutissant finalement à une explosion de nouvelles espèces et sous-espèces, comme ce fut le cas avec les célèbres pinsons de Darwin. Plus récemment, des recherches similaires ont été menées sur les plantes indigènes, Scalesia présentant une variété similaire : de la petite plante ou de l’arbuste au grand arbre. Les arbres sont exceptionnels pour la famille des marguerites et des pissenlits.