Des simulations pour comprendre la stratégie de dispersion des spores

Publié par Isabelle le 24/05/2020 à 13:00
Source: CNRS INP
Les champignons se déplacent sur tout le globe en dispersant leurs spores dans l'atmosphère. Cela concerne des millions d'espèces, y compris des organismes pathogènes. Environ 10 000 simulations ont été réalisées pour comprendre leur transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de communications (la route, le canal ..). Par...) dans l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :), révélant que le moment de libération des spores joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les mâchoires. On appelle aussi joue le muscle qui sert principalement à ouvrir et fermer...) un rôle très important pour leur survie.


Libération des spores à l'échelle de la spore, du champignon et d'une région. © A. Seminara, INPHYNI (CNRS/Univ. Côte d'Azur)

Certains champignons libèrent leurs spores chaque jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son...) à une heure (L'heure est une unité de mesure  :) précise, quand d'autres le font de manière irrégulière. Or de nombreuses espèces provoquent des pathologies dévastatrices pour les végétaux, comme la pourriture blanche ou la rouille noire, et pour les animaux, tel le syndrome (Un syndrome est un ensemble de signes cliniques et de symptômes qu'un patient est susceptible de présenter lors de certaines maladies, ou bien dans des circonstances cliniques d'écart...) du nez (Le nez (du latin nasus) est chez l'homme la saillie médiane du visage située au-dessus de la lèvre supérieure et qui, en le surplombant, recouvre l'orifice des fosses nasales,...) blanc (Le blanc est la couleur d'un corps chauffé à environ 5 000 °C (voir l'article Corps noir). C'est la sensation visuelle obtenue avec un spectre lumineux continu, d'où l'image que l'on en donne...) qui ravage les populations de chauve-souris d'Amérique (L’Amérique est un continent séparé, à l'ouest, de l'Asie et l'Océanie par le détroit de Béring et l'océan...) du Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.). Afin de mieux comprendre la propagation de telles maladies, des chercheurs et des chercheuses de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un...) de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la connaissance de la...) de Nice (INPHYNI, CNRS/Université Côte d'Azur), de l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa...) Wisconsin-Madison (États-Unis) et de l'université de Gênes (Gênes (Genova en italien, Zena en ligurien) est une ville italienne, capitale de la Ligurie, deuxième port de la Méditerranée derrière Marseille....) (Italie) ont réalisé environ 10 000 simulations numériques, décrivant pour une dizaine d'endroits en Amérique du Nord et pour les mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.) de janvier, d'avril, de juillet et d'octobre 2014 la trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et notamment par son centre de gravité.) de 100 000 spores relâchées à des heures différentes au cours de la journée.

Ils ont pour cela utilisé les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) de l'agence météorologique américaine (NOAA) avec des outils issus de la physique statistique (La physique statistique a pour but d'expliquer le comportement et l'évolution de systèmes physiques comportant un grand nombre de particules (on parle de systèmes...) et de la dynamique des fluides (La dynamique des fluides est l'étude des mouvements des fluides, qu'ils soient liquide ou gaz. La résolution d'un problème de dynamique des fluides demande...). Le transport des spores dans l'atmosphère est en effet dirigé par les turbulences de l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il...), qui changent selon la période de la journée, la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée...) ou encore l'altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau de base. C'est une des composantes géographique et...). L'équipe a démontré l'importance du moment de libération des spores sur leur survie. Lâchées la nuit, elles retombent au sol en quelques heures. La journée cependant, la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) les fait monter plus haut dans l'air où elles peuvent rester plusieurs jours, mais l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le...) violent de l'atmosphère limite leur durée de vie (La vie est le nom donné :), souvent à quelques heures. De fortes contraintes pèsent donc sur les stratégies de libération des spores.

Référence:
Timing of fungal spore release dictates survival during atmospheric transport. Daniele Lagomarsino Oneto, Jacob Golan, Andrea Mazzino, Anne Pringle, Agnese Seminara, PNAS, le 25 février 2020.

DOI: 10.1073/pnas.1913752117.

Article disponible sur les bases d'archives ouvertes arXiv et HAL.
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