Des études sur les relations entre les microbes et les organismes sur lesquels ils vivent révèlent comment les plantes et les animaux pourraient s'adapter au changement climatique.

Alors que le monde fait face à un réchauffement climatique compris entre 1 et 5,5 degrés Celsius, les organismes qui ont évolué pour prospérer dans des environnements spécifiques doivent s'adapter ou ils pourraient lutter pour survivre. Nos océans sont l'un de ces écosystèmes confrontés à une telle situation.

« Alors que les concentrations de dioxyde de carbone dans l'atmosphère augmentent, le réchauffement et l'acidification des océans associés sont prévus, " a déclaré le Dr Oriol Sacristán-Soriano du Département d'écologie marine du Centre d'études avancées de Blanes en Espagne.

En effet, la société émet actuellement trop de dioxyde de carbone que l'océan ne peut en absorber en toute sécurité. La perturbation consécutive des niveaux d'acidité de l'eau, avec l'augmentation des températures mondiales des océans, est en train de transformer les écosystèmes marins.

Récifs coralliens, par exemple, sont aux prises avec le changement de température, ce qui provoque un blanchiment de masse où leurs exosquelettes deviennent cassants. Ils ne sont pas le seul organisme à risque au sein de cette communauté écologique.

« Les éponges (marines) sont affectées par le changement climatique, " a déclaré le Dr Sacristán-Soriano. " Des températures anormalement élevées de l'eau de mer peuvent provoquer des changements dans la communauté microbienne des éponges, des changements dans les processus physiologiques comme les taux de pompage et le comportement alimentaire, ou une diminution des taux de survie."

Communauté microbienne

Cette communauté microbienne n'est pas seulement essentielle à la bonne santé des éponges, mais aussi le cycle général des nutriments qui aide à maintenir un environnement équilibré pour les autres formes de vie dans le récif corallien.

Ceci est particulièrement important avec les menaces environnementales telles que le blanchiment. Si la communauté microbienne pouvait s'acclimater ou s'adapter aux changements environnementaux, ces menaces pourraient être réduites, et l'écosystème deviendrait plus résilient.

"Toutes les éponges ont associé des organismes microbiens vivant dans leurs tissus tels que des bactéries, archée, ou des champignons, " a déclaré le Dr Sacristán-Soriano.

Mais certains microbes éponges prospèrent sous le changement climatique et pourraient détenir des secrets pour aider leurs hôtes - et leur écosystème marin - à mieux s'adapter. Un de ces micro-organismes est Symbiodinium qui est un type d'algue qui vit dans un groupe d'éponges appelées éponges ennuyeuses - du nom de leur caractéristique de creuser des trous dans les surfaces dures de calcium ou de chaux, comme les coraux ou les coquilles de mollusques.

"Cette algue semble améliorer l'érosion (creuser) et les taux de croissance de l'éponge grâce à leur activité photosynthétique, " a déclaré le Dr Sacristán-Soriano, qui est le chercheur principal du projet SCOOBA qui étudie la symbiose entre les microbes et les éponges foreuses.

Il examine comment les changements de température et d'acidité de l'océan déclenchent des changements dans cette relation symbiotique, qui pourrait révéler comment les micro-organismes, et donc l'éponge, s'adaptent à l'évolution de l'environnement marin.

« En plus de fournir un aperçu de la façon dont les bactéries et les Symbiodinium les partenaires se comportent dans de telles conditions de stress, nous contribuerons à l'effet du changement climatique sur la bioérosion des éponges (comment elles creusent dans les surfaces océaniques) à un niveau génétique pour la première fois, " a déclaré le Dr Sacristán-Soriano.

Cela donnera un aperçu de la façon dont certains organismes dans la nature s'adaptent au changement climatique. Plus les chercheurs en apprennent sur les gagnants et les perdants, les meilleures chances que la recherche et les politiques environnementales puissent être orientées dans une direction plus résiliente.

Évolution

Alors que l'histoire de notre planète est remplie d'événements liés au changement climatique, certains chercheurs se tournent vers le passé pour mieux comprendre pourquoi certaines espèces prospèrent et d'autres pas.

Selon le Dr Brecht Verstraete, biologiste au Musée d'histoire naturelle d'Oslo en Norvège, « l'évolution est liée à l'environnement » et les relations symbiotiques des bactéries au sein des plantes pourraient révéler comment certaines espèces se sont adaptées au changement climatique.

« Les plantes qui interagissent avec les bactéries évoluent plus rapidement, ce qui signifie qu'ils ont plus de variabilité et de potentiel d'adaptation, " il a dit.

Le Dr Verstraete était le chercheur principal du projet SYMBIOSE qui visait à comprendre comment la relation entre les plants de café et les bactéries au sein de ses feuilles a évolué. Il a examiné l'ADN des plants de café et a retracé les origines de la symbiose en Afrique il y a 11 millions d'années, lors d'un refroidissement mondial. À ce moment-là, une forêt tropicale couvrait presque tout le continent, mais à mesure que le climat s'assèche, il est lentement remplacé par les écosystèmes de prairies d'aujourd'hui.

"Les organismes vivant dans cette circonstance devaient changer et s'adapter à cette nouvelle situation, ", a déclaré le Dr Verstraete. "Les 100 plantes de la famille du café (j'ai étudié) se sont adaptées en commençant cette symbiose avec des bactéries pour faire face."

Le Dr Verstraete dit que l'hypothèse actuelle sur l'évolution de cette symbiose est que les bactéries ont aidé les plantes à développer des produits chimiques qui se sont protégés contre un nombre croissant d'herbivores qui prospéraient maintenant dans les nouvelles prairies africaines.

Le projet a également découvert que chaque plante avait une relation unique avec les bactéries, ce qui signifie qu'ils avaient besoin l'un de l'autre pour survivre. Cela signifierait que si un autre changement climatique se produisait, les deux parties devraient s'adapter ensemble.

Selon le Dr Verstraete, il n'y a pas assez d'accent sur l'examen de la façon dont les plantes interagissent avec d'autres organismes dans leur écosystème – la recherche est trop concentrée sur l'impact du changement climatique sur différentes régions ou sur l'amélioration individuelle des plantes. Il espère que les résultats de SYMBIOSE aideront à déplacer la discussion sur l'adaptation vers une approche plus holistique.

"Les plantes vivent dans un certain environnement avec d'autres organismes dans un écosystème complexe, " a-t-il dit. " Quand vous cherchez à atténuer le changement, vous ne devriez pas seulement regarder la plante individuelle, mais inclure tout ce qui l'entoure."