Des petites bestioles assistent au développement des plus grandes dans l'océan Près de 71% de la surface terrestre est constituée d'océans d'eau salée, ce qui équivaut à 98% de toute l'eau de la planète. Les écosystèmes sous-marins constituent un monde diversifié et surprenant. Mais leur grandeur implique qu'il nous reste encore beaucoup à découvrir à le... Près de 71% de la surface terrestre est constituée d'océans d'eau salée, ce qui équivaut à 98% de toute l'eau de la planète. Les écosystèmes sous-marins constituent un monde diversifié et surprenant. Mais leur grandeur implique qu'il nous reste encore beaucoup à découvrir à leur sujet. Et c'est exactement ce qu'a fait une équipe de chercheurs d'Europe et des États-Unis. Leur nouvelle découverte, de la symbiose entre de minuscules algues et des bactéries océaniques très spécialisées, permettra aux scientifiques de mieux comprendre les océans et leur rôle important pour la vie. Les scientifiques ont découvert le rôle important que cette algue unicellulaire et cette bactérie fixatrice d'azote a dans la fertilisation des océans en absorbant l'azote atmosphérique et en le transformant en une forme utilisable pour les autres organismes. Les détails de l'étude ont été publiés dans la revue Science. La découverte provient d'une ancienne recherche sur une mystérieuse bactérie fixatrice d'azote dotée d'un génome très limité. Cette dernière avait été découverte en 1998 par Jonathan Zehr, un scientifique spécialisé en sciences marines à l'université de Californie de Santa Cruz (UCSC). Cette bactérie, qui appartient au groupe des bactéries photosynthétiques, ou cyanobactéries, est dépourvue des gènes capables de réaliser la photosynthèse et compte parmi les bactéries fixatrices d'azote les plus répandues dans les océans. Il semblerait qu'il existe une relation symbiotique entre une algue qui compense l'absence de gènes de photosynthèse. «La cyanobactérie en question fixe l'azote, ainsi, elle apporte à l'organisme hôte [l'algue] de l'azote et cette dernière l'utilise alors pour rendre du carbone à la bactérie, qui est dépourvue d'un mécanisme qui lui en procurerait», commente Anne Thompson, une des principales auteurs de l'article et chercheuse à l'université californienne. Matt Kane, directeur du programme pour la Fondation nationale des sciences, dans la division de la biologie environnementale, un département fondé en même temps que la division des sciences océaniques, pense que cette découverte met en lumière la relation symbiotique entre les deux micro-organismes jusqu'alors inconnue. «L'analyse génomique indique que ce partenariat entre ces organismes représente celle qui a mené à l'évolution des organites végétaux», commente le Dr Kane. Il s'agit d'une intéressante symbiose d'un point de vue évolutif, commente le professeur Zehr, «car elle serait analogue à une des premières étapes de l'endosymbiose qui a entraîné l'apparition des chloroplastes végétaux». Les chloroplastes sont des organites qui capturent l'énergie lumineuse et sont responsables de la photosynthèse dans les végétaux; ils auraient évolué à partir de cyanobactéries qui se sont intégrés à des cellules hôtes dans un processus connu sous le nom d'endosymbiose. Dans des travaux précédents, l'équipe du professeur Zehr a étudié les cyanobactéries dans des échantillons d'eau de mer étudiés en laboratoire. Les chercheurs ont pu séquencer le génome complet de la bactérie. Ils ont découvert que les gènes manquants étaient impliqués dans plusieurs voies métaboliques, ce qui suggère une association avec un autre organisme. Ils ont pu observer leurs partenaires symbiotiques lorsqu'ils ont prélevé des échantillons d'eau de mer à bord d'un vaisseau de recherche. «Nos collaborateurs de l'université d'Hawaï, Dave Karl et Ken Doggett, ont intégré un trieur de cellules dans une puce de mini laboratoire, cela nous permet d'emporter cet équipement à bord et de trier des cellules qui étaient dans leur environnement naturel quelques minutes avant d'être capturées», comment Mme Thompson. «C'est ainsi que nous avons découvert cette relation symbiotique.» Le professeur Zehr nuance la difficulté d'estimation de la contribution de cette symbiose aux cycles mondiaux de carbone et d'azote. Les autres algues étaient plus abondantes et seraient plus importantes pour le cycle du carbone océanique que les algues impliquées dans cette symbiose. Mais les partenaires des cyanobactéries en font une contribution précieuse à la fixation mondiale de l'azote dans les océans. «Les symbioses planctoniques sont difficiles à étudier», commente Rachel Foster de l'institut Max Planck de microbiologie marine, l'autre auteur de l'étude. «Ces associations sont souvent fragiles. Nous avons pu utiliser plusieurs outils pour identifier l'un des exemples de ce genre de partenariat de plancton.»Pour plus d'informations, consulter: Société Max Planck http://www.mpg.de/en Gordon and Betty Moore Foundation http://www.moore.org/ Pays États-Unis
