séminaire d'agroécologie

"La boucle microbienne, des écosystèmes aquatiques aux sols" - Daniel Gilbert, professeur d'écologie microbienne à l'Université de Franche-Comté - lundi 26 janvier à 11 h, salle de conférences, INRA

 

Le concept de boucle microbienne a été formalisé au début des années 1980 par un collectif de chercheurs travaillant en milieu marin. Schématiquement, dans les milieux aquatiques pélagiques, une partie des flux d’énergie et de matière suit la voie de la boucle microbienne (matière organique dissoute bactéries hétérotrophes protistes hétérotrophes) qui est ensuite connectée à la voie trophique linéaire basée sur l'assimilation photosynthétique via le zooplancton. Au cours des années suivantes, la connaissance du fonctionnement de la boucle microbienne s’est sensiblement améliorée. Ainsi, différents travaux ont montré que la boucle microbienne constituait aussi, et parfois surtout, un moyen pour les microorganismes de se procurer certains éléments limitant tels que l’azote ou le fer. De plus, d’autres études ont largement remis en cause la séparation entre microorganismes auto- et hétérotrophes, en soulignant que de très nombreuses microalgues étaient aussi capables d’assimiler de la matière organique dissoute et parfois même d’ingérer d’autres organismes tels que des bactéries. Enfin, le concept de la boucle microbienne en milieu pélagique a plus récemment été enrichi par l’adjonction des groupes des virus et des champignons aquatiques. Parallèlement, le concept de boucle microbienne a été étendu à d’autres écosystèmes: sédiments lacustres, zones humides, sols… Ces travaux montrent d’abord que les espèces de microorganismes présents dans ces milieux varient sensiblement par rapport à ce qui peut être observé en milieu pélagique. Ces différences s’expliquent par le fait que ces écosystèmes correspondent à des milieux «interfaces» entre un substrat et l’eau ce qui implique différentes adaptations à la vie fixée ou vagile, à la dessiccation ou à l’hypoxie temporaire. Par exemple, le groupe polyphylétique des amibes à thèque est fortement représenté au niveau de ces interfaces en raison de leur capacité à se mouvoir sur des substrats solides, à s’immiscer dans les interstices et à résister aux modifications du milieu en s’enkystant à l’intérieur de leur enveloppe protectrice. Les milieux interfaces, y compris la zone benthique littorale des lacs, se caractérisent par la prédominance en terme de biomasse des microorganismes hétérotrophes, la majorité des apports de carbone provenant soit de la sédimentation des microalgues pélagiques, soit des apports allochtones (dans le cas des lacs), soit de la production primaire des végétaux (zones humides, sols). Par ailleurs, dans ces milieux, la boucle microbienne semble jouer essentiellement un rôle dans la minéralisation de la matière organique, et apparaît comme étant plutôt une impasse trophique. Cependant, certaines études récentes indiquent que la réalité pourrait être plus complexe au travers par exemple de la relation entre les champignons mycorhyziens et les amibes à thèque. Si l’importance de la fonction écologique des protistes dans les milieux interfaces reste encore mal connue, l’intérêt de prendre en compte ces microorganismes pour l’évaluation de la qualité des milieux est aujourd’hui plus évident. Les diverses études réalisées dans ce domaine montrent en effet que la boucle microbienne constitue un indicateur précoce des perturbations anthropiques. Les amibes à thèque notamment semblent particulièrement sensibles aux variations du milieu et aux apports d’éléments toxiques. En outre, la persistance de leur enveloppe après la mort de l’organisme permet de réaliser des études paléoécologiques.