Sites de prélèvement d'échantillons. Crédit :Université de technologie de Toyohashi
Le groupe de recherche du professeur adjoint Yuu Hirose du Département de chimie appliquée et des sciences de la vie de l'Université de technologie de Toyohashi, Université de Niigata, l'Agence japonaise pour les sciences et technologies marines et terrestres (JAMSTEC), et l'Institut national de recherche polaire, a révélé la structure de la communauté des micro-organismes vivant autour des lacs d'eau douce dans les zones libres de glace de Langhovde et de Skarvsnes en Antarctique.
Une analyse des échantillons prélevés sur les rives du lac, flaques d'eau, etc. utilisant un séquenceur de nouvelle génération a vérifié que les cyanobactéries et les tardigrades sont largement distribués et que des algues eucaryotes spécifiques sont dominantes dans certains sites. Ces connaissances contribueront à clarifier les mécanismes d'adaptation des microorganismes aux stress physiques sévères en Antarctique, par exemple. basses températures, irradiation ultraviolette et cycles de gel-dégel.
La majeure partie de l'Antarctique est couverte de neige épaisse et de glace, toutefois; il y a des zones libres de glace où la terre est exposée. Les zones libres de glace n'occupent qu'environ 0,2% de la superficie de l'Antarctique, mais une variété de micro-organismes ont été observés, et les régions sont également appelées « oasis de l'Antarctique ». Deux zones libres de glace appelées Langhovde et Skarvsnes existent près de la station Showa, Antarctique, et il y a au moins 50 grands et petits lacs dans ces régions. L'eau ne gèle pas au fond de ces lacs tout au long de l'année et un écosystème unique appelé "pilier de mousse, " qui comprend principalement des mousses et des champignons, est distribué.
Le professeur assistant Yuu Hirose et d'autres du Département de chimie appliquée et des sciences de la vie de l'Université de technologie de Toyohashi se sont concentrés sur les rives des lacs d'eau douce ainsi que sur les flaques et les ruisseaux de la fonte des neiges. Ces environnements sont complètement gelés pendant la saison hivernale et sont donc soumis à un stress plus extrême (par exemple, le gel et le dégel et les changements de température), que celle au fond des lacs.
Proportion de taxons de procaryotes (à gauche) et d'eucaryotes (à droite) identifiés dans cette étude. Crédit :Université de technologie de Toyohashi
Dans les années récentes, une technique d'analyse de la structure de la communauté microbienne dans les environnements à l'aide d'un séquenceur de nouvelle génération a été développée. Cette méthode a une sensibilité plus élevée et de meilleures propriétés quantitatives que celles des techniques conventionnelles telles que l'observation au microscope. Le professeur assistant Hirose a utilisé cette méthode pour analyser les structures des communautés microbiennes sur un total de 13 sites à proximité des lacs d'eau douce de l'Antarctique. Les résultats ont révélé que les cyanobactéries filamenteuses étaient largement distribuées, et aussi que la proportion de cyanobactéries unicellulaires et de cyanobactéries à capacité de différenciation cellulaire (appelées hétérocystes), était petit.
Les eucaryotes les plus répandus étaient les tardigrades résistants à la sécheresse et aux basses températures. Il a été vérifié que des algues eucaryotes spécifiques telles que les cryptophycées et les algues vertes étaient dominantes dans certains sites. Il y avait aussi des sites où des nématodes se nourrissaient d'algues. Il est intéressant de noter que les champignons les plus dominants dans les piliers de mousse n'étaient pas majoritaires dans ces zones. Les résultats ci-dessus ont révélé qu'une variété d'organismes vivent même dans des environnements difficiles, par exemple. les parties les moins profondes des lacs, et des flaques d'eau et des ruisseaux.
Une clarification du mécanisme moléculaire de la façon dont les micro-organismes vivant dans ces zones s'adaptent aux stress sévères est attendue à l'avenir. Il est important de clarifier la relation entre les facteurs environnementaux, telles que les conditions de température et de luminosité, et les structures communautaires de micro-organismes. La surveillance et l'entretien de l'écosystème de l'Antarctique sur la base de ces informations sont également importants.
