Les sols sont l’un des habitats les plus diversifiés de la planète. Il existe plus de mille espèces microbiennes par gramme qui influencent de manière significative de nombreux processus environnementaux. Cependant, on pense que la majorité de ces organismes sont dans un état de « dormance » en raison d’un pressure environnemental, tel que des conditions pauvres en nutriments.
Une équipe internationale de scientifiques dirigée par Dagmar Woebken et Stephanie A. Eichorst de l’Université de Vienne a étudié comment les acidobactéries, qui sont répandues dans les sols, peuvent survivre dans des problems défavorables. Deux études récentes publiées dans The ISME Journal et mSystems décrivent ces stratégies de survie.
Les disorders de vie rencontrées par les micro-organismes dans les sols sont imprévisibles et difficiles. Les nutriments et l’oxygène sont souvent rares pendant de longues périodes. Les acidobactéries parviennent à défier ces conditions extrêmes. On les trouve dans une étonnante diversité de sols à travers le monde. “Comme elles sont si répandues, nous supposons que les acidobactéries jouent un rôle central pour la communauté microbienne et donc aussi pour l’équilibre écologique des sols”, explique Stephanie A. Eichorst, microbiologiste au Heart for Microbiology and Environmental Methods Science (CMESS) à l’Université de Vienne. Dans un projet de recherche pluriannuel, une équipe autour d’Eichorst et de sa collègue Dagmar Woebken, soutenue par des collègues internationaux, a étudié les stratégies de réussite de ces microbes du sol.
Les acidobactéries « inhalent » de faibles quantités d’oxygène avec des enzymes inattendues
Dans leur étude la in addition récente maintenant publiée dans mSystems, les chercheurs montrent que les acidobactéries sont étonnamment efficaces pour extraire l’énergie de l’oxygène. Au cours d’expériences, les microbiologistes des universités de Vienne, Cadix (Espagne) et Aarhus (Danemark) et du Joint Microbiome Facility – une coentreprise de l’université de Vienne et de l’université de médecine de Vienne – ont pu démontrer que le sol les bactéries peuvent utiliser des oxydases terminales dites de faible affinité pour « respirer » les moreover petites quantités d’oxygène. Les oxydases terminales sont utilisées pour la génération d’énergie, qui peut être de faible affinité (en utilisant des concentrations furthermore élevées d’O2) ou des enzymes de haute affinité (en utilisant de faibles concentrations d’O2). “Jusqu’à présent, on supposait que les micro-organismes avaient besoin d’enzymes ayant une forte affinité pour l’oxygène afin de pouvoir respirer dans des environnements à additionally faible teneur en oxygène”, rapporte Daniela Trojan, première auteure de l’étude. “En revanche, nos expériences ont montré de manière surprenante qu’ils peuvent également utiliser des enzymes de faible affinité à cette fin.” Comme les habitats pauvres en oxygène sont largement répartis sur Terre, ces découvertes ont des implications pour d’autres systèmes.
Les acidobactéries récupèrent l’hydrogène atmosphérique pour survivre aux périodes de famine
Les chercheurs ont déjà déchiffré une seconde stratégie de survie de ces bactéries du sol performantes. Une analyse précédente – publiée dans The ISME Journal – a exploré la capacité des acidobactéries à oxyder le dihydrogène (H2), un gaz atmosphérique, à des concentrations extrêmement faibles. “Il s’agit d’un mécanisme qui peut être utilisé pour générer de l’énergie pour survivre aux périodes de limitation du carbone, c’est-à-dire de pénurie de nutriments”, explique Dagmar Woebken, qui, dans un projet financé par le Conseil européen de la recherche, se concentre sur les stratégies de survie des micro-organismes du sol. Étonnamment, il s’avère que les membres des acidobactéries sont le deuxième groupe de micro-organismes le furthermore abondant ayant cette capacité dans différents sols – une découverte clé de cette étude. En collaboration avec d’autres scientifiques de l’Université de Vienne et de l’Université Monash (Australie), les chercheurs ont pu confirmer cette découverte avec des souches acidobactériennes en laboratoire. “Nos données soutiennent les preuves croissantes que les gaz traces, tels que l’hydrogène, sont utilisés comme source d’énergie pour la persistance bactérienne”, a résumé Andrew Giguère, l’un des co-premiers auteurs de l’étude.
Combiner différentes méthodes pour une vue plus complète et de nouvelles perspectives
“Avec une seule approche, nos résultats auraient été différents. La combinaison de ces approches, disponibles à la fois ici à l’Université et avec nos partenaires de collaboration, nous a permis d’aller au-delà de nos hypothèses”, explique Eichorst. “Furthermore précisément, nous avons découvert que les acidobactéries peuvent utiliser des enzymes de faible affinité pour la respiration à faible teneur en oxygène, ce qui était surprenant vehicle cela s’écarte de ce que l’on lit dans les manuels”, raconte Woebken. En tant que tels, tous deux préconisent de combiner des analyses moléculaires avec la microbiologie classique pour répondre aux issues de recherche. De cette façon, il est probable de creuser encore as well as profondément dans les modes de vie des bactéries du sol et avec cette connaissance, il est doable de comprendre comment la biodiversité des micro-organismes dans le sol est maintenue.