Une nouvelle étude menée par l’Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) à Barcelone suggère que le changement global favorise l’adaptation évolutive à court terme du microbiome terrestre, qui constitue environ 15 % de la biomasse planétaire totale. Cela pourrait avoir des implications directes pour la société, puisque nous comptons sur les microbes pour de nombreux processus importants.
Par exemple, les pêcheries dépendent en grande partie de l’activité microbienne pour soutenir le réseau trophique marin. Aussi, les microbes marins, qui constituent ~70% de la biomasse marine, contribuent à la régulation du climat en captant le CO2 de l’atmosphère, et sont responsables de 50% de la production primaire de la planète. Il est donc essentiel que nous comprenions comment les caractéristiques océaniques actuelles peuvent affecter l’évolution microbienne et ce qui pourrait arriver si les conditions changent.
L’étude, qui vient d’être publiée dans la revue Tendances en microbiologie, se concentre sur l’évolution des microbes sur de courtes échelles de temps telles que des années ou des décennies, qui n’avaient pas été analysées directement dans la nature auparavant. Ceci est particulièrement pertinent de nos jours, car nous avons la capacité technologique d’étudier les changements génomiques dans les micro-organismes sauvages et pouvons aider à prédire l’impact que les changements environnementaux peuvent avoir sur les services écosystémiques fournis par le microbiome.
« Il est important de considérer l’évolution des microbes marins sauvages afin de faire des prédictions précises sur la façon dont ils vont changer sous le futur changement global, mais la plupart des études jusqu’à présent se sont concentrées sur l’étude des réponses à court terme, en utilisant des organismes modèles, mais notre approche théorique est complètement différent », explique Georgina Brennan, co-auteur de l’étude.
Le co-auteur Ramiro Logares déclare : « Ces processus évolutifs contemporains sont la conséquence d’une adaptation rapide aux facteurs biotiques ou abiotiques (par exemple, la température), qui peuvent changer rapidement en raison du changement climatique. »
Bouger, s’adapter ou mourir
Face aux changements environnementaux, les organismes ont trois réactions possibles : se déplacer, s’adapter ou mourir. L’évolution peut se produire à différentes échelles de temps en fonction de facteurs tels que le taux de reproduction ou la taille de la population. Le fait que les microbes évoluent vers des changements environnementaux beaucoup plus rapidement que les autres animaux est bien connu grâce à plusieurs études développées en laboratoire. Par exemple, ils ont révélé qu’à des températures élevées, certaines espèces peuvent croître plus rapidement. Cependant, les réactions dans la nature ont été très peu étudiées.
Cela nécessite un séquençage de l’ADN pour détecter les mutations, bien que cela n’ait pas été économiquement faisable dans la nature jusqu’à la dernière décennie. « Nous avons maintenant les ressources et la technologie pour comprendre comment le microbiome océanique évoluera sous le futur changement climatique mondial », écrivent les auteurs.
Ils pensent qu’il est nécessaire d’établir des observatoires génomiques pour surveiller l’évolution microbienne dans différentes régions et profondeurs océaniques, y compris les zones vierges et dégradées, afin de générer de longues séries chronologiques d’ADN qui permettront de suivre l’évolution microbienne contemporaine et ses impacts potentiels sur fonctionnement et santé de l’écosystème.
Georgina L. Brennan et al, Suivi de l’évolution microbienne contemporaine dans un océan en mutation, Tendances en microbiologie (2022). DOI : 10.1016/j.tim.2022.09.001
Fourni par l’Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC)