Les animaux récifaux hébergent une diversité microbienne exceptionnelle... et menacée

Publié par Adrien le 18/05/2020 à 09:00
Source: CNRS INEE
Les recherches au cours des 30 dernières années ont démontré l'importante diversité des micro-organismes qui composent le plancton marin. Une étude menée dans un écosystème corallien dans l'Océan Indien (lagon de Mayotte) a démontré que la diversité des micro-organismes associés à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet...) des animaux marins est encore plus exceptionnelle, et 4 fois plus importante que celle retrouvée dans le plancton (Homère désignait les animaux errant à la surface des flots par plankton, du grec ancien πλαγκτός / planktós ou...). Les résultats de cette étude menée en collaboration entre des chercheurs du Centre pour la biodiversité (La biodiversité est la diversité naturelle des organismes vivants. Elle s'apprécie en considérant la diversité des écosystèmes, des espèces,...) marine, l'exploitation et la conservation (MARBEC - CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français...) / CUFR de Mayotte (Mayotte (appelée aussi Maore en comorien) est une collectivité d'outre-mer de la France située dans l'archipel des Comores, lui-même situé...) / IRD / Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures)....) de Montpellier) et de Lancaster (Royaume-Uni) viennent d'être publiés dans la revue Proceedings of the Royal Society of London.

Les milieux marins contiennent de nombreux micro-organismes jouant un rôle crucial dans le fonctionnement des écosystèmes. Facilitées par les récents progrès en biologie moléculaire (La biologie moléculaire (parfois abrégée bio mol ou BM) est une discipline scientifique au croisement de la génétique, de la biochimie et de la physique, dont l'objet est la compréhension des...) permettant d'inventorier et de décrire les micro-organismes à grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un véhicule utilisé par les sapeurs-pompiers, et qui emporte une échelle escamotable de grande...), les recherches au cours des 30 dernières années ont démontré l'exceptionnelle diversité de ces micro-organismes composant le plancton marin, c'est à dire vivant dans la colonne d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.).


A gauche, photo du récif barrière du lagon de Mayotte, prise durant la campagne (La campagne, aussi appelée milieu rural désigne l'ensemble des espaces cultivés habités, elle s'oppose aux concepts de ville, d'agglomération ou de milieu urbain. La...) d'échantillonnage (L'échantillonnage est la sélection d'une partie dans un tout. Il s'agit d'une notion importante en métrologie : lorsqu'on ne peut pas saisir un événement dans son ensemble, il faut effectuer des mesures en nombre fini,...) en novembre 2015.
A droite, comparaison de la diversité des microbiotes de surface des différents types d'animaux inclus dans l'étude, avec celle retrouvée dans le plancton marin.
L'accroissement de la diversité microbienne phylogénétique a été calculé en fonction du nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de communautés (échantillons d'eau ou taxons animaux) échantillonnées aléatoirement. L'écart entre la diversité des microbiotes et celle des microbes planctoniques est représenté par la double flèche. Dans l'encadré, le diagramme de Venn (Les diagrammes de Venn et les diagrammes d'Euler sont des représentations schématiques d'ensembles, de relations logiques ou mathématiques.) représente le pourcentage (Un pourcentage est une façon d'exprimer une proportion ou une fraction dans un ensemble. Une expression comme « 45 % » (lue « 45 pour...) de diversité phylogénétique microbienne unique au plancton, aux microbiotes animaux, et la diversité commune entre ces deux compartiments.
Crédit photo: Sébastien Villéger.

Les microorganismes associés aux macroorganismes marins ont, quant à eux, connu un intérêt plus tardif. C'est par exemple le cas de ceux associés aux poissons (Les Poissons sont une constellation du zodiaque traversée par le Soleil du 12 mars au 18 avril. Dans l'ordre du zodiaque, elle se situe entre le Verseau à l'ouest et le Bélier à l'est. Bien...) ou aux coraux. Ces communautés microbiennes, appelées "microbiotes", car vivant en interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose...) avec un hôte animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe,...), joueraient des rôles importants pour la santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité.) de leurs hôtes. Alors que leurs abondances semblent très fortes, les espèces qui les composent et la façon dont elles sont organisées restent sous-documentées.

Il est donc aujourd'hui important de connaitre cette diversité ignorée, afin de comprendre quelles fonctions sont exercées par ces microbiotes pour leurs hôtes, mais aussi pour mesurer leur importance par rapport aux micro-organismes du plancton.

L'étude publiée dans la revue Proceedings of the Royal Society of London et menée en collaboration entre des chercheurs du Centre pour la biodiversité marine, l'exploitation et la conservation (MARBEC - CNRS / CUFR de Mayotte / IRD / Université de Montpellier) et de Lancaster (Royaume-Uni) a été réalisée dans un écosystème corallien du lagon de Mayotte dans l'Océan Indien (L’océan Indien s'étend sur une surface de 75 000 000 km². Il est limité au nord par l'Inde, le Pakistan et l'Iran, à l'est par la Birmanie, la Thaïlande, la Malaisie, l'Indonésie et l'Australie, au sud par l'océan...), le troisième plus grand lagon du monde (Le mot monde peut désigner :). Ce récif abrite plus de 700 espèces de poissons et plus de 400 espèces d'invertébrés. A partir d'un échantillonnage de plus de 200 microbiotes d'animaux parmi les plus abondants sur le récif (appartenant à 22 familles de poissons, 17 genres d'Anthozoaires, ainsi que des crustacés (Les crustacés (Crustacea) sont des arthropodes, c'est-à-dire des animaux dont le corps est revêtu d’un exosquelette chitinoprotéique appelé cuticule et souvent...), mollusques et éponges), les chercheurs ont démontré que la majorité des microbes présents à la surface des animaux n'étaient pas retrouvés dans l'eau les environnant et que chaque espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type » ou « apparence ») est le taxon de base de la systématique. L'espèce est un concept flou dont il existe...) hôte abrite à sa surface des microbes uniques.

A cause de cette singularité (D'une manière générale, le mot singularité décrit le caractère singulier de quelque chose ou de quelqu'un. En particulier, le terme est employé dans les domaines suivants :) des microbiotes, ainsi que la spécificité de chaque microbiote (Le microbiote est une nouvelle dénomination de la microflore.) pour son hôte, à échantillonnage équivalent, la surface des animaux hébergeait entre 4 et 8 fois plus de diversité microbienne que l'eau environnant les animaux, et la majorité des microorganismes retrouvés dans les microbiotes était indétectable dans l'eau de mer (L'eau de mer est l'eau salée des mers et des océans de la Terre.). A partir de scénarios d'érosion de la diversité des espèces récifales due aux activités humaines, les chercheurs ont estimé que la disparition locale des espèces les plus vulnérables pourrait entrainer une érosion de presque 30 % des espèces microbiennes, dont les conséquences pour l'écosystème sont encore inconnues.

Référence:
Exceptional but vulnerable microbial diversity in coral reef animal surface microbiomes.Marlène Chiarello,
Jean-Christophe Auguet, Nicholas AJ Graham, Thomas Claverie, Elliott Sucré, Corinne Bouvier, Fabien Rieuvilleneuve, Claudia Ximena Restrepo-Ortiz, Yvan Bettarel, Sébastien Villégerand Thierry Bouvier,
Proceedings of the Royal Society of London. May 2020.
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