Des chercheurs découvrent de nouvelles bactéries qui endommagent nos écosystèmes

Des Chercheurs Découvrent De Nouvelles Bactéries Qui Endommagent Nos écosystèmes

Récemment, dans Nature Communications, le professeur Ferran Garcia-Pichel de Rakes and Regents a fait état de nouvelles bactéries qui attaquent les cyanobactéries du sol dans les biocroûtes. Dans cet article, il décrit le cycle de vie du prédateur récemment découvert, son mécanisme d’attaque et son impact écologique.

Les bactéries sont partout et jouent un rôle important dans le maintien des processus écologiques dans le monde entier. Par exemple, dans les sols désertiques, les cyanobactéries utilisent la photosynthèse pour produire de l’énergie.

Semblable aux plantes, leur rôle dans la production d’oxygène et la fixation de l’azote est essentiel à la survie d’autres organismes. Les cyanobactéries forment des communautés qui vivent à la surface du sol, formant des biocroûtes. Ces communautés apportent de grands avantages en retenant la poussière, en prévenant l’érosion et en augmentant les nutriments du sol et les niveaux d’eau.

Malheureusement, et malgré leur rôle dans le maintien des écosystèmes, les cyanobactéries sont la proie préférée d’un prédateur nouvellement découvert : Candidatus Cyanoraptor togatus (C. togatus).

« Il y avait quelque chose qui tuait les biocrusts. Ce n’était pas un virus et ce n’était pas un petit animal. Il ne peut s’agir que d’une autre bactérie », a déclaré Garcia-Pichel.

Les biocroûtes de cyanobactéries saines ressemblent au sol lorsqu’elles sont sèches, mais lorsqu’elles sont mouillées, leur pigmentation verte est visible.

Les biocroûtes qui ont été attaquées par Cyanoraptor montrent des dégagements de cyanobactéries en motifs circulaires, connus sous le nom de plaques, semblables à de minuscules anneaux de fées. Sur le terrain, les chercheurs ont pu identifier la maladie en regardant ces plaques inhabituelles.

« Je les ai vus pour la première fois à Casa Grande, en Arizona (États-Unis), puis j’ai poursuivi ce processus d’observation des tempêtes et de fuite immédiate dans la campagne, conduisant parfois six heures ou plus pour les repérer à divers endroits dans les déserts de Sonora et de Chihuahuan », a déclaré Julie Bethany Rakes, Ph.D. par l’Arizona State University et responsable de la découverte.

Des chercheurs decouvrent de nouvelles bacteries qui endommagent nos ecosystemes

Une fois à l’intérieur de sa proie, Cyanoraptor se loge dans le cytoplasme de la bactérie et commence à se répliquer – en grandissant et en se divisant jusqu’à ce qu’il tue finalement la proie et libère une nouvelle armée de cellules d’attaque.

Mode opératoire de Cyanoraptor

Ils ont travaillé sur le terrain et en laboratoire pour isoler les bactéries pathogènes. Après isolement, les bactéries ont été cultivées et leur cycle de vie et leur mécanisme d’attaque ont été établis.

À un stade précoce, Cyanoraptor se propage sous forme de petites cellules sphériques appelées propagules. Ces cellules ne se développent ni ne se divisent.

Au lieu de cela, ils se cachent et attendent patiemment leur proie. Lorsque la cyanobactérie se rapproche suffisamment, le Cyanoraptor attaque, se fixe à la proie et forme une structure d’amarrage spécialisée, dissolvant la paroi cellulaire ressemblant à la peau de la proie et pénétrant dans la cellule de la proie.

Les propagules de cyanoraptor sont étranges lorsqu’il s’agit de bactéries. Ils ont un compartiment extérieur relié par deux membranes.

Les chercheurs soupçonnent que ce compartiment joue un rôle clé dans l’attaque, retenant et libérant des protéines qui décomposent la membrane externe de leurs proies et leur permettent de pénétrer dans le corps cellulaire affaibli.

Ce compartiment est aussi la façon dont le Cyanoraptor tire son nom de son espèce, togatus, car ils semblent être enveloppés dans un manteau ou une toge.

Une fois à l’intérieur, le Cyanoraptor mange la proie, devenant une cellule ressemblant à une saucisse.

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Rakes faisant des recherches sur Cyanoraptor dans le désert (Image : Handout/Julie Bethany Rakes)

Quand c’est assez long, ce prédateur commence à se diviser en plusieurs cellules à la fois, tuant finalement la proie et redevenant des propagules, attendant la prochaine victime.

« C’est un prédateur qui pénètre dans les cellules de ses proies et les mange de l’intérieur, ce qui est horrible », a déclaré Garcia-Pichel. « C’est vraiment comme un film d’horreur microbien. »

Au fur et à mesure que les cyanobactéries meurent, toutes les choses que les biocrustes font pour profiter au désert disparaissent. Des propriétés précieuses telles que le cycle de l’azote, la rétention de poussière et la rétention d’humidité sont considérablement réduites.

« Dans l’ensemble, cela indique qu’il peut y avoir de graves conséquences pour la santé du désert, moins de nutriments, moins de stabilité du sol et de la rétention d’eau, ce qui réduit le temps pendant lequel les plantes et autres organismes peuvent être actifs.

Avec la perte de ces fonctions, les organismes qui dépendent de ces activités, comme les plantes, peuvent souffrir, ce qui peut avoir des conséquences supplémentaires dans la chaîne alimentaire », a déclaré Rakes.

La découverte de Rakes a également démontré que les bactéries prédatrices peuvent façonner la structure et la fonction des communautés microbiennes du monde entier, qui ne sont pas seulement une rareté biologique intéressante.

Via Phys.org

Image en vedette : Divulgation/Julie Bethany Rakes

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