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A la recherche des organismes fixateurs d’azote des océans


Les milliers d’échantillons prélevés lors de l’expédition Tara Oceans continuent de livrer régulièrement leur flot de révélations sur le plancton marin. La dernière en date, publiée dans Nature Communication en juillet 2021, est la découverte par une collaboration internationale incluant le Genoscope, de nouveaux organismes capables de fixer l’azote atmosphérique et de le rendre ainsi disponible pour les autres organismes vivants.
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TARA © Sébastien Colin-Institut Max Planck de biologie du développement, Tübingen - Chaîne de cellules de diatomées (phytoplancton) avec des bactéries symbiotiques fixatrices d’azote à l’intérieur de chaque cellule. TARA © Sébastien Colin-Institut Max Planck de biologie du développement, Tübingen - Chaîne de cellules de diatomées (phytoplancton) avec des bactéries symbiotiques fixatrices d’azote à l’intérieur de chaque cellule.

L’azote représente 80% de l’atmosphère sous forme gazeuse. Il est indispensable à la vie, notamment à la croissance des plantes terrestres et du phytoplancton, mais il n’est assimilable que par un nombre très restreint de micro-organismes. Ce sont ces organismes fixateurs qui assurent la biodisponibilité de l’azote à l’ensemble des écosystèmes.

Sur terre, cette mission est remplie par des micro-organismes du sol bien connus des agriculteurs et des agronomes, comme les bactéries du genre Rhizobium qui vivent en symbiose, associées aux racines des légumineuses. Dans les océans, ces organismes n’avaient jusqu’à présent pas été identifiés précisément.

L’analyse par intelligence artificielle de plus de 2 millions d’images de microscopie optique a été combinée à l’exploration des quantités massives de séquences d’ADN extraites des échantillons de Tara. Cette étude sans précédent a livré une vue générale de la diversité et de la distribution des organismes fixateurs d’azote des océans. Les chercheurs ont par exemple repéré des régions océaniques de forte activité où ces organismes semblent s’associer.

CitationEric Pelletier, chercheur au Genoscope impliqué dans cette étude souligne qu’« il s’agit de l’une des toutes premières analyses à haut débit et à grande échelle d’organismes microbiens dans leur environnement naturel qui croisent des données omiques, c’est à dire des informations sur leur génome, et des données d’imagerie qui permettent de révéler leur forme et leur taille. Ceci ouvre la voie à une nouvelle ère pour les études environnementales ».

Références

Global distribution patterns of marine nitrogen-fixers by imaging and molecular methods

Nature Communications 2021
https://doi.org/10.1038/s41467-021-24299-y

Article posté le 30 septembre 2021

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