Introduction
Le rôle des microbes dans l’environnement
Comment l’activité humaine affecte les populations microbiennes
Comment les microbes réagissent-ils et s’adaptent-ils aux changements environnementaux ?
Adaptation des microbes marins au changement climatique
Phytoplancton et changement climatique
En résumé
Références
Crédit d’image : ParabolStudio/Shutterstock.com
Le rôle des microbes dans l’environnement
Les microbes sont présents dans la plupart des environnements sur Terre, des profondeurs de l’océan à l’air que nous respirons, et vivent même à l’intérieur d’autres organismes où ils jouent un rôle biologique important. Ils sont responsables de plusieurs processus importants, notamment la fixation du carbone et de l’azote et la décomposition de molécules organiques complexes. Les microbes sont essentiels à la vie, soutenant tous les organismes supérieurs.
Les études environnementales doivent tenir compte de l’activité au niveau microbien et comprendre comment les micro-organismes s’adaptent aux environnements changeants. Ils doivent également comprendre l’ensemble de la biosphère microbienne, des espèces individuelles aux niveaux de l’écosystème. De plus, l’environnement comprend des facteurs abiotiques tels que l’eau, l’air, la température, les minéraux, les produits chimiques et la lumière du soleil, ainsi que des facteurs biotiques tels que les organismes, leurs effets dans une zone donnée et leurs produits biochimiques.
Comment l’activité humaine affecte les populations microbiennes
L’activité humaine affecte l’environnement et toutes les formes de vie, des organismes supérieurs aux populations microbiennes. Les activités agricoles telles que l’utilisation d’engrais à base d’azote et de phosphore peuvent modifier la composition du sol, affectant les microbes du sol. La pollution océanique peut provoquer des changements dans les populations de microbes aquatiques.
De plus, les radiations peuvent causer des dommages génétiques. La température peut inactiver les espèces microbiennes, entraînant leur mort. Les changements dans l’environnement peuvent provoquer une pression sélective, favorisant certaines espèces au détriment d’autres, entraînant une modification des populations microbiennes au sein d’une zone géographique.
Bien que les effets de l’activité humaine et du changement climatique sur les micro-organismes soient moins catégorisés, les microbes constituent essentiellement un réseau de soutien organique pour toutes les formes de vie trophiques supérieures. Les changements dans la biodiversité microbienne affectent la résilience d’autres organismes aux changements du climat et des écosystèmes.
Comment les microbes réagissent-ils et s’adaptent-ils aux changements environnementaux ?
À moins que le rôle des microbes dans le changement climatique et leur réponse à l’activité humaine ne soient pris en compte, la compréhension fondamentale de la façon dont nous affectons notre planète fera défaut. Les microbes réagissent aux changements environnementaux en échangeant des informations génétiques et en perdant des parties essentielles de leur matériel génétique. L’évolution microbienne est beaucoup plus rapide que dans les organismes supérieurs.
Une curieuse capacité des bactéries est l’absorption du matériel génétique des bactéries mortes. Une expérience célèbre a démontré que des souches bactériennes autrement inoffensives pouvaient tuer des souris en présence de microbes morts en raison de cette forme de transfert génétique. Les microbes sont des organismes curieux qui peuvent s’adapter pour vivre dans les environnements les plus extrêmes que d’autres organismes auraient du mal à habiter.
Le changement climatique et l’activité humaine affectent chaque écosystème et chaque population microbienne de diverses manières, des bactéries terrestres au phytoplancton marin, aux archées, aux bactéries et aux diatomées. La pression sélective amène les espèces à se concurrencer, avec des résultats différents pour chacune. Certains changements dans les nutriments peuvent entraîner une sélection à court terme, tandis que d’autres mettent plus de temps à s’adapter à ces changements.
Adaptation des microbes marins au changement climatique
Capables de s’adapter aux changements environnementaux beaucoup plus rapidement que les formes de vie supérieures, les microbes des environnements marins ont dû faire face à d’énormes pressions dues à l’activité humaine. Les microbes sont omniprésents dans les environnements marins, soutenant un réseau trophique qui nourrit des milliards de personnes dans le monde. L’océan est particulièrement affecté par le changement climatique car il séquestre jusqu’à 30 % du dioxyde de carbone d’origine humaine et est sensible aux changements de pH. Par conséquent, comprendre l’adaptation microbienne marine est crucial pour les scientifiques.
Une étude récente a présenté un modèle qui prédit et estime l’adaptation microbienne aux changements océaniques. La façon dont les micro-organismes du milieu marin réagiront à l’avenir a toujours été difficile à prédire avec certitude, mais l’étude a fourni une amélioration significative des connaissances sur ce facteur environnemental en utilisant le modèle.
En ajustant les simulations des conditions océaniques causées par un changement climatique à l’avenir, les chercheurs ont découvert qu’il y avait deux façons dont les micro-organismes marins réagissaient. Certaines espèces pouvaient facilement changer, leur donnant un avantage à court terme, ce qui les a aidées à prospérer sans trop de préparation. Les espèces concurrentes sélectionnées pour une courte période ont proliféré une fois que les températures ont augmenté. Selon les auteurs de l’étude, les deux stratégies pourraient être assimilées au conte de la tortue et du lièvre.
Les deux stratégies d’adaptation ont montré une approche différente des microbes pour faciliter une réponse au réchauffement des océans. L’étude a des implications plus larges pour l’étude des réponses microbiennes au changement climatique anthropique. L’étude a également démontré comment la relation entre les intervalles de temps biologiques et physiques détermine les résultats de l’évolution, ce qui est une information cruciale pour les prévisions actuelles du changement climatique.
Crédit d’image : Choksawatdikorn/Shutterstock.com
Phytoplancton et changement climatique
Le phytoplancton est un micro-organisme eucaryote marin qui joue un rôle crucial dans la fixation du carbone (il réalise la moitié de la fixation mondiale totale du carbone par photosynthèse) et est réparti sur une zone géographique plus large que les plantes terrestres. De plus, le phytoplancton a un taux de renouvellement élevé et est moins affecté par les variations saisonnières.
Ces micro-organismes marins réagissent rapidement aux variations climatiques, provoquant des changements dans les efflorescences à la surface des plans d’eau. Les efflorescences sont affectées à la fois par des contrôles descendants et ascendants, et des études montrent que les cas d’efflorescences phytoplanctoniques ont augmenté au cours du siècle dernier. Un facteur contributif est la perte de glace de mer, qui permet à plus de lumière solaire de pénétrer dans les océans, conduisant potentiellement à une production primaire plus importante. Les prévisions de ces effets sont toutefois contradictoires.
En résumé
Cet article a été un bref aperçu de la façon dont les microbes s’adaptent au changement climatique d’origine humaine et aux pressions environnementales. Comprendre comment le changement climatique affecte les microbes et leur propre contribution au changement climatique est un domaine clé des stratégies d’atténuation du climat qui, jusqu’à présent, est resté largement ignoré. La recherche est en cours.
