L'univers étoilé du femto-plancton
Publié par Adrien le 17/10/2019 à 08:00
Source: CNRS INEE
De nouvelles nano-entités bio-organiques en forme d'étoiles, baptisées "Aster Like Nanoparticle" (ALN) ont été découvertes dans des systèmes aquatiques par des chercheurs du Laboratoire Microorganismes: Genome et Environnement (LMGE - CNRS/ Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa...) Clermont Auvergne).. Ces entités pléomorphes présentent des caractéristiques aux frontières du vivant. Leurs abondances, parfois bien supérieures à celle des procaryotes laissent présager un rôle écologique majeur. Cette découverte, publiée dans la revue Frontiers in Microbiology contribue à la mise en évidence de la diversité et de l'importance fonctionnelle (En mathématiques, le terme fonctionnelle se réfère à certaines fonctions. Initialement, le terme désignait les fonctions qui en prennent d'autres en argument. Aujourd'hui, le...) du femto-plancton (entités entre 0,02 et 0,2 µm).

Le femto-plancton (entités comprises entre 0,02 et 0,2 µm) a longtemps été considéré comme étant essentiellement composé de virus (Un virus est une entité biologique qui nécessite une cellule hôte, dont il utilise les constituants pour se multiplier. Les virus existent sous une forme extracellulaire ou intracellulaire. Sous la forme...). Les découvertes successives de mystérieux nanobes, de vésicules extracellulaires, d'ultramicro-procaryotes et de particules biomimétiques minéralo-organiques ont permis de prendre conscience de sa diversité et de sa complexité (La complexité est une notion utilisée en philosophie, épistémologie (par exemple par Anthony Wilden ou Edgar Morin), en physique, en...).


Images en Microscopie Electronique en Transmission des différents morphotypes d'ALNs répertoriés. A-D: formes 4-10 bras articulés autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres Erythrotriorchis,...) d'une excroissance (flèche) émanant du corps central (A-C) ; E-H formes 11 bras dont un bras plus allongé présente une excroissance en forme de bourgeon (Bourgeon peut faire référence à :) (flèche) (F-H); I-L formes 20 bras. Barre d'échelle=100 nm. Photos: Jonathan Colombet

Des travaux dirigés par le Laboratoire Microorganismes: Genome et 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 terme environnement tend actuellement à...) (LMGE - CNRS/ Université Clermont Auvergne) ont permis de mettre en évidence dans cette fraction des nano-particules bio-organiques pléomorphes inédites. Ces Aster-Like Nanoparticles (ALN) présentent la particularité d'avoir un biovolume inférieur à celui requis pour une entité viable (0.008 µm^3 nécessaire pour contenir les acides nucléiques et la machinerie cellulaire associée), tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en étant capable de se développer dans un milieu dépourvu d'hôtes potentiels. La diversité morphotypique des ALN s'échelonne sur un gradient de taille et de complexité (de la forme quatre bras à 20 bras) laissant présager que chaque morphotype pourrait correspondre à une phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) de croissance distincte. Ces singularités, ajoutées à une susceptibilité prononcée à des traitements biocides (antibiotiques, chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !)...) interrogent sur la nature et l'origine de ces entités femto-planctoniques singulières, distinctes de toutes celles connues à ce 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 début (par rapport à minuit heure locale)...).

Les chercheurs ont pu également montrer que ces entités présentent une succession écologique temporelle avec des abondances variant de "non-détectables" en période estivale à 4,5 x 107 particules ml-1 en période hivernale dans un lac (En limnologie, un lac est une grande étendue d'eau située dans un continent où il suffit que la profondeur, la superficie, ou le volume soit suffisant pour provoquer une...) hyper-eutrophe, soit quatre fois plus que les abondances des procaryotes et jusqu'à 25 % des abondances virales. Leur capacité de croissance in situ est 16 fois plus importante qu'en conditions contrôlées en laboratoire, ce qui indique l'existence de paramètres de forçage biotiques et/ou abiotiques favorisant leur développement. L'analyse de la distribution saisonnière suggère un lien étroit avec l'environnement microbien. Couplées à des observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir...) montrant des ALN adhérentes à la paroi de cellules procaryotes, ces résultats laissent présager que ces nouvelles entités pourraient avoir une importance fonctionnelle majeure.

Cette découverte suggère que le compartiment femto-planctonique des milieux aquatiques pourraient être un réservoir d'entités viables méconnues aux frontières de la conception actuelle du vivant et dont la nature et le rôle écologique exacts restent à préciser.

Référence:
Discovery of high abundances of aster-like nanoparticles in pelagic environments: characterization and dynamics. Colombet J, Billard H, Viguès B, Balor S, Boulé C, Geay L, Benzerara K, Menguy N, Ilango G, Fuster M, Enault F, BardotC, Gautier V, Pradeep Ram AS, Sime-Ngando T. Front. Microbiol. 2019 https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.02376
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