Les microbes océaniques coopèrent ingénieusement pour récolter de la nourriture quand elle est rare, selon des chercheurs اكتشف

Washington, 20 juillet : Que doit faire un microbe marin affamé lorsque les agrégats sont minimes ? Il doit capter des nutriments – azote, phosphore ou fer – pour survivre, mais dans les vastes étendues de l’océan, les nutriments sont extrêmement rares.

Des chercheurs du Laboratoire de biologie marine rapportent une solution innovante à ce défi dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences. Le cabinet dirigé par le Premier ministre Narendra Modi a approuvé la mission « Deep Ocean » pour explorer les ressources océaniques.

Dans les environnements pauvres en nutriments, les microbes marins peuvent s’agglutiner et s’attacher à des cellules plus petites qui ont des pointes vibrantes ressemblant à des cheveux (cils) à leur surface. Les cils pulsants créent des micro-courants qui peuvent aspirer jusqu’à 10 fois plus de nutriments que ce qui est à la portée des microbes – fournissant ainsi un repas grâce à une action coopérative.

Même si l’océan est très turbulent, les microbes peuvent se transformer en confédérations pour diviser le travail, explique l’auteur principal correspondant John H. Costello vient du Providence College et du Marine Biological Laboratory (MBL), Woods Hole, où une grande partie de la recherche a été effectuée.

« Dans toutes les conditions de mélange sauf les plus extrêmes, ces cellules microbiennes vivent dans des espaces inclinés plus petits que les tourbillons causés par le mélange océanique », explique Costello. « Dans leur monde, le fluide environnant est toujours sinistre et ils ne subissent pas de tourbillons turbulents comme le font les humains. »

L’équipe a utilisé une technique appelée vitesse d’image des particules (PIV) pour mesurer la direction et le volume des flux de fluide autour de la diatomée marine phototrophe, Coscinodiscus wailesii, avec et sans le ciliaire attaché.

« Partenaire » Pseudovorticella coscinodisci. Ils ont découvert que les flux de fluide générés par les battements ciliaires peuvent augmenter le flux de nutriments à la surface d’une cellule de diatomée 4 à 10 fois plus que le flux de diatomée seule.

Cette solution collaborative est constituée de microbes unidirectionnels qui peuvent s’adapter dans des environnements pauvres en nutriments. Une autre tactique connue auparavant pour les cellules individuelles consiste à s’enfoncer à de plus grandes profondeurs, ce qui crée un mouvement relatif entre la cellule et l’eau environnante et augmente son exposition à des concentrations plus élevées de nutriments.

« L’enfoncement peut bien fonctionner dans des conditions de faible teneur en nutriments, car le mélange recyclera les cellules des profondeurs vers les couches ensoleillées », explique Costello. « De cette façon, le risque de noyade des diatomées peut être contrecarré par la possibilité de retourner dans des environnements très lumineux. Mais dans des conditions de faible mélange, la formation de consortiums avec des géants pourrait être une solution plus appropriée pour une faible disponibilité en nutriments. »

Les diatomées sont parmi les groupes de photosynthèse unicellulaires les plus importants pour éliminer le dioxyde de carbone de l’atmosphère. Ainsi, l’étude permet de faire la lumière sur les échanges entre les océans et l’atmosphère qui deviennent de plus en plus importants pour comprendre le changement climatique.

« Nous décrivons une solution collaborative – la formation d’un consortium – qui a évolué à l’échelle microscopique pour permettre à ces grandes espèces de diatomées de survivre avec succès dans des eaux pauvres en nutriments qui pourraient autrement sembler entraver leur succès », a déclaré Costello.

(Il s’agit d’une histoire non éditée et générée automatiquement à partir du fil d’actualité partagé, le personnel n’a peut-être pas édité ou édité le texte du contenu)