Structure and function of the global ocean microbiome. | Tara, un voilier pour la planète

Structure and function of the global ocean microbiome.

© C.Guiguand/Tara Oceans

Tara Oceans

Sunagawa, Coelho, Chaffron, et al.

DOI: 10.1126/science.1261359

Les virus et les microorganismes (<3 micromètres) dominent numériquement les écosystèmes planctoniques marin avec 10 à 100 milliards de cellules dans chaque millilitre d’eau de mer. Leur rôle majeur dans les grands processus biogéochimiques est bien connu et il est donc important de cataloguer leur diversité biologique et fonctionnelle et comprendre comment ils sont affectés par leur environnement. Dans ces travaux, ces questions ont été abordées pour la première fois à l’échelle planétaire grâce à la métagénomique, c’est-à-dire au séquençage massif du matériel génétique issu de communautés entières de microorganismes. Les communautés de microorganismes de taille variées et vivant à différentes profondeurs ont été prélevés dans l’ensemble des océans planétaires et des relevés de plusieurs paramètres physicochimiques de leur environnement ont été effectués en parallèle.

La quantité d’ADN séquencé correspond à environ deux millions de génomes bactériens, ou à peu près deux mille génomes humains. Le catalogue de gènes issu de ces travaux comprend 40 millions de gènes de virus, de procaryotes et de pico-eucaryotes marins, nouveau pour la plupart (>80%). Il permet de cartographier la diversité fonctionnelle de ces microorganismes océaniques et constitue une ressource fondamentale pour de nombreuses études scientifiques à venir.

Une première analyse a par exemple permis de dégager quels sont les paramètres environnementaux qui influencent la formation des communautés microbiennes dans la zone baignée de lumière des océans et d’identifier la température comme un des facteurs les plus importants. Ces résultats impliquent que le réchauffement climatique pourrait avoir un fort impact sur ces communautés microbiennes, invisibles à l’oeil nu, dont l’activité photosynthétique est à la base des chaines alimentaires marines.

Par ailleurs, une comparaison entre les familles de gènes qui sont au coeur du fonctionnement des communautés microbiennes océaniques et celles présentes dans le système digestif humain a montré que plus de la moitié sont partagées, indiquant des principes communs de la vie microbienne dans ces deux écosystèmes très distincts.

Ce nouveau catalogue de gènes microbiens marins planétaires représente un outil indispensable pour mieux comprendre la biodiversité des microbes du plancton et de leurs fonctions, et ce plus particulièrement dans le contexte du changement climatique.

Pour en savoir plus :

- Lire l’article en intégralité
- Lire le Communiqué de Presse
- Voir l’interview d’Etienne Bourgois et Romain Troublé