Ça grouille là dessous !

Petite devinette : Ils sont des millions de milliards tout autour de nous et il y en a des millions de sortes différentes, mais on n’est pas foutu de les voir alors que c’est grâce à eux si on est là. Qui sont-ils ?

Bien évidemment, ce sont les microorganismes!

En ces temps où on parle de virus, de maladie et de pandémie, il fait bon de rappeler que tous les « microbes » (si tant est que les virus en soient) ne sont pas des pathogènes. D’ailleurs, une très faible partie des microorganismes sont pathogènes pour l’homme, pour les animaux ou pour les plantes. Le problème, c’est que dès que l’un d’entre eux fait une bêtise, on en entend parler à tout va, et on stigmatise toute la communauté. En réalité, la très grande majorité des microorganismes joue un rôle crucial et bénéfique pour les écosystèmes et pour l’être humain.

Pour vous expliquer cela, je vais m’intéresser à ce qui se passe sous nos pieds. Non, pas à vos chaussettes… mais dans la « terre » comme on l’appelle communément. En sciences, le terme de rigueur c’est « sol ».  Le sol est généralement perçu comme un « truc » (on ne sait pas trop bien ce que c’est, pourtant Boris nous en parlait déjà là dans un contexte un peu particulier) sur lequel on marche, sur lequel on construit des bâtiments, dans lequel on enterre nos morts. C’est sale quand on s’amuse à jardiner et invisible quand on roule en voiture. Mais contrairement à l’idée qu’on s’en fait, le sol est une mine d’or, un trésor inestimable et avant tout un patrimoine universel. 

Le sol (celui-là même qui est sous vos pieds, nul besoin de voyager) est la 3^ème frontière biotique de notre planète. Tout comme les grands fonds océaniques et les canopées des forêts équatoriales, il renferme une biodiversité extraordinaire qui est malheureusement en grande partie inaccessible. 

Après "Space. The last frontier", le prochain épisode sur les sols ?

Comme on le voit sur le graphe ci-dessous, ce sont les bactéries et les moisissures (aussi appelées champignons), donc les microbes, qui dominent cette diversité invisible. Pour vous rendre compte, un gramme de sol (une cuillère à soupe en gros) contient jusqu’à 10 milliards de bactéries et compte jusqu’à 1 million d’espèces de bactéries. Alors impressionnés ?!

Proportion d'organismes vivants dans le sol (Atlas du Sol 2016)

Mais ce n’est pas tout. Toute cette diversité microbienne, en vivant sa petite vie, met en œuvre un grand nombre de fonctions qui se traduisent par des services écosystémiques. Ça veut tout simplement dire que les microorganismes travaillent pour nous. Sans eux, la surface de la terre serait couverte de cadavres d’animaux et de végétaux. Les microorganismes dégradent cette matière organique morte en éléments minéraux. Cette minéralisation participe au recyclage des éléments comme le carbone, l’azote, le phosphore et le soufre, qui sont les principaux constituants de la matière. Cette transformation de la matière organique en minéraux contribue à la fertilité du sol, nécessaire au développement, à la croissance et au maintien des plantes. Les microorganismes sont aussi impliqués dans la structuration physique du sol, sans quoi le sol ne pourrait être un support de construction ou de production agricole. Ajouté à cela, les microorganismes du sol jouent un rôle dans la protection sanitaire de l’être humain en participant à la dépollution de l’eau, de l’air et du sol d’une part et d’autre part en formant une barrière contre l’invasion de pathogènes. En effet la nature n’aime pas le vide, donc une diversité microbienne suffisante dans le sol empêchera les pathogènes opportunistes de se développer. Les microorganismes du sol nous rendent de nombreux autres services, et certains sont probablement encore inconnus et insoupçonnés. Mais ce qui est sûr c’est que nos modes de vie sont intimement liés à tous ces services dont on use (et abuse) gratuitement. 

Si vous avez compris l’importance des microorganismes dans les sols, alors vous avez compris l’intérêt de les étudier et de savoir comment tout cela fonctionne. Mais étudier des microorganismes, invisibles à l’œil, et qu’on ne connaît pas, ça ne doit pas être évident vous me direz… Heureusement, depuis une vingtaine d’années, les recherches en écologie microbienne bénéficient des nouvelles technologies développées au départ pour les recherches médicales. Une petite dizaine d’années après le lancement du projet de séquençage du génome humain en 1988, on s’est mis à vouloir séquencer le génome du sol. Ou plus précisément le métagénome, qui est l’ensemble de tous les génomes des microorganismes vivants dans le sol. Vous l’aurez compris… on étudie les microorganismes du sol grâce à leur ADN. Plutôt fûté mais assez complexe techniquement parlant ! Le séquençage nous dit qui est là et en quelle quantité, dans la limite des capacités de détection. Maintenant qu’on arrive à toucher du bout du doigt cette immense diversité microbienne, les bases de données qui inventorient la diversité augmentent de façon exponentielle. Le plus gros problème auquel les chercheurs se confrontent aujourd’hui, c’est le temps nécessaire pour recueillir des informations sur chaque espèce, ses fonctions et son écologie. Je ne vous en dis pas plus aujourd’hui, mais promis je reviens très vite pour vous parler de ces petites merveilles de la nature. 

Vie courte ou longue: question de stratégie?

Une histoire de vie est le récit des évènements qui ponctuent l’existence d’un organisme, ainsi que leur place dans le temps, de sa naissance à sa mort. La très grande diversité des histoires de vie, illustrée par exemple par des durées de vie allant de quelques heures pour certaines bactéries, quelques jours chez certains insectes, à quelques milliers d’années pour certains arbres, est une source de nombreuses questions en biologie évolutive. Il existe également une variabilité au sein des espèces entre les populations ou même entre individus au sein des populations.

Espérance de vie relative des organismes (source: Biologie Evolutive de Thomas et ses collaborateurs)

Cette histoire est le fruit d’évènements fortuits et aussi d’un certain nombre de décisions structurant cette histoire. Les décisions sont les priorités données par les organismes, à différents stades de leur vie, à leurs traits d’histoire de vie. Les traits d’histoire de vie sont les traits biologiques qui contribuent à la valeur sélective (appelée fitness en anglais, cette expression fait référence à la contribution moyenne d’un organisme aux générations ultérieures) et en particulier à ses composantes fondamentales que sont la survie et la reproduction. Ses composantes sont illustrées par plusieurs caractéristiques des organismes. La survie pourra être vue comme l’espérance de vie moyenne à la naissance ou à maturité, ou encore la durée de vie maximale. Et pour avoir une idée de la capacité de reproduction, on peut utiliser l’âge à maturité, le nombre d’évènements de reproduction, le nombre de petits lors de la première reproduction, le nombre d’évènements de reproduction par saison, le nombre de petits qui survivent, etc. La taille est souvent un autre trait essentiel à prendre en compte, comme par exemple, la taille à la naissance, la taille à maturité, la taille adulte, ou encore la taille maximale. Les traits d’histoire de vie peuvent être très variables d’une espèce à l’autre malgré leur proximité phylogénétique.

La variabilité de n’importe quel trait d’histoire de vie, comme la durée de vie par exemple, peut être à l’origine de l’adaptation plus ou moins forte d’une population ou d’une espèce à son environnement, allant même jusqu’à leur évolution suite à un changement assez important dans les conditions de vie des organismes. Chez les guppies (encore un « poisson » !), la variabilité observée actuellement pour certains traits est telle que la vitesse d’évolution est 7 fois plus rapide aujourd’hui que chez les organismes fossiles apparentés.

Les guppies d'aujourd'hui c'est plus ce que c'étaient!!! (source photo)

Il y a quelques minutes, je vous parlais de décisions qui allaient structurer l’histoire de vie. Ces décisions répondent à des questions du type « Dois-je commencer à me reproduire ? Quelle ressource énergétique dois-je investir dans cet évènement de reproduction ? A combien de petits dois-je donner naissance ? ». Les réponses à ces questions dépendent d’un vaste jeu de contraintes physiologiques et phylogénétiques (c’est-à-dire en lien avec le fonctionnement de l’organisme et avec son origine évolutive), dont la principale est la limitation des ressources disponibles pour un organisme.  Ça signifie que le choix d’avantager tel ou tel trait d’histoire de vie est lié au partage de la ressource entre différents traits : on parle alors d’allocation des ressources. Par exemple, un organisme qui va utiliser toute son énergie pour faire beaucoup de petits, aura alors moins de « force » pour survivre très longtemps. Une autre contrainte essentielle est celle de l’âge des individus, car un juvénile, un adulte et un organisme vieillissant ne feront pas les mêmes choix concernant leur survie. Un adulte qui a déjà engendré plusieurs fois des jeunes a moins d’intérêt à se reproduire encore qu’un individu tout juste mature. Avec toutes les contraintes qui se présentent à eux, dont la quantité de ressources, la phylogénie et l’âge font partie, les organismes et les espèces ont développé des stratégies pour croitre et se maintenir.

Les stratégies r-K

Si on peut imaginer une infinité de combinaison de traits d’histoire de vie, les études expérimentales montrent qu’en fait la diversité des combinaisons est limitée, à cause des processus évolutifs qui ont affecté les espèces pendant de nombreuses générations. Les chercheurs se sont rendu compte que certains traits vont avoir une forte tendance à varier simultanément. A la suite des travaux de Stearns dans les années 70, ces co-variations de traits d’histoire de vie ont été appelées stratégies biodémographiques parce que ça concerne les traits biologiques (la taille ou la couleur par exemple) et les traits démographiques (la survie et la reproduction). Un des principaux axes de variation des stratégies biodémographiques est l’axe « r-K ». Ces stratégies se distinguent principalement par le taux de renouvellement des espèces ou temps de génération. Le taux de renouvellement des espèces correspond à l’efficacité d’une espèce à se maintenir en produisant une génération supplémentaire. Le temps de génération est l’extension de cette notion aux communautés, aux populations ou aux individus et correspond au temps nécessaire à un organisme qui vient de naître pour créer une nouvelle génération. A un des extrêmes de notre axe des stratégies, il y a les rapides, nommés stratégistes r. Ce sont les organismes qui vont être matures précocement et se reproduire pour la première fois à un âge jeune. On leur attribue aussi une fertilité particulièrement débordante. Point négatif, leur survie va en pâtir. Etant donné un investissement important des ressources dans la création de la génération suivante, il reste peu de réserves énergétiques pour assurer la survie de l’individu reproducteur très longtemps. A l’autre bout de la lorgnette des stratégies, on trouve les lents, qui appartiennent au groupe des stratégistes K. Ceux-là ne vont être aptes à se reproduire qu’assez tardivement. Ils vont produire des petits avec beaucoup de parcimonie mais contrairement aux stratégistes r, ils ont une espérance de vie plus importante, étant donné une dépense énergétique plus faible dans la reproduction. La plupart des taxons sont sensibles à cet axe de stratégies biodémographiques et le temps de génération d’une espèce est un bon indicateur de sa position sur l’axe. Et pour une position donnée sur le gradient r-K, différentes stratégies démographiques sont encore possibles concernant l’investissement dans la première reproduction, la durée de la vie reproductive, la qualité et la quantité des progénitures (la taille et le nombre), etc.

Des chercheurs ont aussi noté que pour un type d’organismes (les plantes, les insectes, les oiseaux, les mammifères, les « reptiles », les « poissons »), la position le long du gradient r-K est fortement lié à la taille de l’espèce. Les espèces à fort taux de renouvellement (ou temps de génération court) sont presque toujours de plus petite taille que les espèces à faible taux de renouvellement (ou temps de génération long). Cette contrainte de taille dans les stratégies démographiques est appelée l’allométrie.  

Maintenant que vous connaissez la théorie, on va voir ce qu’il en est dans la pratique. 

Chez les oiseaux, le vautour moine s’oppose au moineau domestique (vous avez jusqu’à la fin du paragraphe pour deviner qui joue la stratégie r et qui joue la stratégie K).

Je vous laisse deviner qui est le vautour et qui est le moineau... si vous n'êtes pas inspiré, la réponse en chiffres est un peu plus bas!

Le premier est l’un des plus grands oiseaux connus avec une envergure allant de 2,65m à 2,85m et une hauteur de 100 à 110 cm. L’adulte est sexuellement mature vers 4 ou 5 ans et même si certains couples se forment à l’âge de deux ans, il est très rare de voir une reproduction couronnée de succès avant l’âge de 4 ans. L’unique œuf pondu par la femelle entre février et mars est couvé alternativement par le mâle et la femelle pendant 55 jours. Le poussin sort du nid au bout de 110 à 120 jours mais il sera encore nourri par les parents quelques semaines. L’espérance de vie moyenne du vautour moine est de 30 à 40 ans, voire plus dans certains cas. Le moineau domestique, lui, a une envergure de 32cm et une hauteur de 16 cm en moyenne. Il est sexuellement mature dès la saison de reproduction suivant sa naissance et peut parfois tenter de se reproduire dès ce moment. A chaque évènement de reproduction, la femelle pond trois à huit œufs qui seront couvés de 14 à 17 jours. Vingt jours après l’éclosion, les jeunes peuvent quitter le nid permettant ainsi aux parents de nicher à nouveau. Trois à quatre évènements de reproduction ont lieu à chaque saison de reproduction. Le moineau domestique a une durée de vie maximale de 13 ans. Si vous n’avez pas encore trouvé qui a adopté quelle stratégie, voilà la réponse : le vautour a un cycle de vie beaucoup plus lent, il est mature tardivement, et survit plus longuement, il est donc stratégiste K. En revanche, le moineau est mature très rapidement et produit de multiples descendants à chaque saison de reproduction tout en ayant une espérance de vie plus courte, il est donc stratégiste r.  

Chez les mammifères, les deux extrêmes de l’axe r-K sont la souris et la baleine bleue.

La baleine et la souris... ça pourrait être un titre pour une fable de La Fontaine. Si si, je vous promets, elle est là la souris. Là... en tout petit... et bien oui, mis à l'échelle de la baleine, ça ressemble à rien la souris. Finalement, elle fait plus beaucoup peur à personne.

La souris adulte mesure entre 7,5 et 10 cm pour un poids qui va de 21g à 60g pour les plus grosses femelles. La maturité sexuelle est atteinte vers l’âge de cinq à six semaines (45 jours pour les mâles et 40 à 45 jours pour les femelles). Une femelle peut mettre au monde de 5 à 15 portées par an avec 5 à 12 petits par portée (18 au maximum). La durée de gestation est de 18 à 21 jours et la femelle peut entamer une nouvelle gestation toutes les six semaines. Le sevrage des petits se fait au bout de trois semaines d’allaitement. La souris commune a une espérance de vie de deux à trois ans maximum. En parallèle la baleine bleue mesure entre 20 et 30m et pèse 170 tonnes en moyenne. La maturité sexuelle est atteinte entre 5 et 15 ans et les femelles donnent naissance à un baleineau un fois tous les deux à trois ans après une gestation de dix à douze mois. Le sevrage a lieu après sept à neuf mois. La longévité minimale estimée des baleines est de 80 ans dans des conditions naturelles bien que le plus long enregistrement soit de 34 ans seulement. Avec toutes ces infos et l’exemple sur les oiseaux, c’est un jeu d’enfant maintenant de savoir qui se situe où sur l’axe r-K ! Comme le vautour, la baleine a un cycle de développement beaucoup plus lent et investit énormément dans la survie, elle emploie donc la stratégie K alors que la souris qui produit énormément de descendants très rapidement adopte la stratégie r.

Une classification pas toujours aussi nette !

Les exemples que je viens de vous donner sont flagrants car extrêmes. Mais ne soyez pas dupes, il n’est pas toujours aussi facile de classer les espèces dans l’une ou l’autre des catégories. Par exemple, le chêne, qui est mature vers 40 ans et a une espérance de vie moyenne très très longue – entre 400 et 500 ans, voire même jusqu’à 800 ans – va produire des centaines de descendants chaque année.

Nos bons vieux chênes européens sont parmi les plus vieux du monde, ici c'est en Suisse (source photo)

Où le classeriez-vous si vous étiez un expert du domaine ? Généralement les arbres et les « poissons » produisent et dispersent des quantités énormes de rejetons, dont très peu pourront effectivement se reproduire sans que cela soit incompatible avec l'existence et même la domination locale d'individus très âgés. La stabilité de l’environnement reste très relative et n’est pas perçue de la même façon selon le stade de développement : l'espace où s'exerce l'approvisionnement en ressources et la vie d'un arbre peut être stable (les quelques mètres cubes de volume où se sont développés les racines) alors que l'espace où s'exerce sa fonction reproductive peut s’avérer être beaucoup plus étendu et beaucoup plus aléatoire (une forêt entière, voire plus). Comme la réponse n’est pas des plus évidentes, les espèces peuvent être comparées entre elles et on préférera parler des organismes relativement les uns aux autres. Le temps nécessaire au développement et à l’aboutissement d’un cycle de vie est tout relatif à l’espèce. Un très bon exemple, qui va vous changer de toutes les bêtes classiques dont j’ai parlé, est les gastrotriches d’eau douce.

Vous vous souvenez des gastrotriches? C'est Nicobola qui vous en parlait ici. (source photo)

Ils sont classés comme ayant une stratégie r à cause d’une production allant jusqu’à 1 oeuf tous les deux jours et une vie longue de deux à trois semaines seulement. Mais ils ne produisent qu’un œuf à la fois (comme les baleines du coup !). L’impression qu’ils se reproduisent beaucoup et rapidement est liée à leur taille microscopique (100µm). Mais si on rapportait la production à la surface et à la longévité du spécimen (on estimerait alors un flux de transfert d’énergie !!!), on se rendrait peut-être compte que ces petites bestioles investissent à peu près autant d’énergie dans la reproduction que nos belles baleines bleues.

Il faut donc faire attention à distinguer perception du temps et temps vécu. Et bien que la vie du papillon nous paraisse bien courte à nous, le papillon lui-même doit certainement en avoir la même perception qu’un éléphant pour sa propre durée de vie.

Quelques références:

Pour une définition plus détaillée des traits d’histoire de vie, je vous conseille les deux articles de Stearns : “Life history tactics : a review of the ideas” (Quaterly Review of Biology, 1976) et “Evolution of life history traits – Critique of theory and a review of data” (Annual Review of Ecology and Systematics, 1977)

Pour les guppies, vous trouverez les infos en lisant “Evaluation of the rate of evolution in natural population of guppies (Poecilia reticulata) ” de Reznick et ses collaborateurs (Science, 1997)

Et pour vous faire une idée plus globale des théories évolutives et des stratégies employées par les organismes, vous pouvez jeter un œil au livre Biologie évolutive, de Thomas, Lefèvre et Raymond aux éditions deBoeck.

A quoi sert la taxonomie ?

Article rédigé à quatre mains par Battle et Boris

Salut tout le monde. Cette fois, exceptionnellement, on ne va pas parler de botanique ou d’écologie des milieux humides. Enfin, si, un peu quand même. Mais d’une manière différente.

Si nous écrivons cet article, c’est pour réagir à une situation qui nous met en rogne, en pétard, qui fait « chialer en ostie », comme on pourrait dire au Québec. Il s’agit des coupes budgétaires qui affectent le Royal Botanic Garden situé à Kew, dans la banlieue de Londres. David Attenborough, que vous connaissez peut être pour ses émissions documentaires sur la BBC, émet un plaidoyer à l’attention du gouvernement pour stopper cette hémorragie financière (avec en prime une visite des jardins par David ).

Pour ceux qui ne le savent pas, le jardin de Kew est non seulement un endroit splendide à visiter quand il fait beau – enfin, quand il ne pleut pas trop, c’est Londres tout de même – mais c’est aussi l'un des plus grands jardins botaniques au monde… et surtout, c’est un endroit où sont stockés des milliers de spécimens vivants et en collection d’herbier.

Dans une des serres du Jardin de Kew [source]

La serre à palmiers [source]

Oui bon, et alors ? Qu’est ce qu’on en a à faire si le jardin n’est plus subventionné par le gouvernement du Royaume-Uni ? Après tout, moins d’argent pour le jardin c’est peut être plus d’argent pour des domaines utiles comme les hôpitaux, les transports en commun… ?

Sauf que. Oui. Voilà. C’est là que le bât blesse : à quoi ça sert, un endroit comme ça ? Qui y travaille vraiment ? Eh bien, les gens qui travaillent dans ce complexe sont les taxonomistes. Et c’est vrai que d’un point de vue strictement financier, payer des gens pour aller étudier des mousses tropicales endémiques d’une montagne africaine, eh bien, ça ne rapporte pas grand-chose et ça ne produit pas d’espèces sonnantes et trébuchantes.

D’un autre côté, comme le faisait si bien remarquer un des profs de master (René Zaragüeta i bagils, pour ne pas le nommer), à quoi sert l’art ? à quoi sert la musique ? à quoi sert le sport de haut niveau ? (pensons par exemple aux Jeux Olympiques… techniquement, ça crée des emplois mais de manière très ponctuelle). On n’est pas les premiers à se poser la question, loin de là : le Guardian écrit un article là-dessus que nous allons nous empresser de commenter, pour ceux qui ne lisent pas l’anglais. Dans cet article, le journaliste se demande également à quoi peuvent bien servir les taxonomistes à la société… Et puis il réfléchit à différentes choses concernant l’agronomie, par exemple : si on ne peut pas identifier correctement les insectes ravageurs, les champignons, ou autres mangeurs de plantes, comment peut-on lutter contre eux et préserver nos cultures ? Si on ne fait que conserver ce qu’on connait déjà, sans chercher à connaître les nouvelles espèces présentes dans la nature, comment trouver la prochaine molécule qui nous permettra de venir à bout du cancer définitivement ? Comment améliorer nos cultures et les rendre moins polluantes en remplaçant les engrais par des interactions entre la faune du sol et les végétaux, si on ne comprend pas toutes ces interactions ?

L’air de rien ce qu’on est en train de vous dire, c’est que le travail des taxonomistes constitue la base de notre compréhension du monde vivant, allant des organismes qui parasitent les roses de votre jardin aux écosystèmes complexes que le culte du pétrole et du rendement des cultures dévastent. Et sans comprendre, on ne peut ni anticiper, agir et se prémunir, ni prétendre qu’on ne détériore pas en agissant tel qu’on le fait.

Heureusement, les taxonomistes continuent petit à petit de découvrir les trésors cachés de la nature. Comme en témoigne cet article du Monde, des espèces sont trouvées nouvelles pour la science chaque année (c'est-à-dire que ces espèces sont référencées par les scientifiques dans les collections des musées d’histoire naturelle… il faudra faire un article là-dessus un jour, d’ailleurs). L’ensemble de ces organismes, connus de longue date ou récemment identifiés, est la clé pour comprendre le fonctionnement des écosystèmes. L’un d’entre eux pourrait bien être la clé pour lutter contre une espèce invasive, ou bien être un élément central pour la pérennité de certaines plantes. Ou encore certains seront peut-être indispensables pour expliquer les liens de parenté qui existent entre plusieurs groupes d’espèces déjà connus !

Pour en revenir à l’histoire du Jardin de Kew, le Guardian (encore lui !) explique pourquoi ce jardin est essentiel à la compréhension du monde qui nous entoure. Ce n’est pas juste un jardin « pour faire joli » encore une fois. Mais songez bien à une chose, qui est magnifiquement expliquée dans cet article : pour comprendre la diversité des organismes à la surface de notre planète ainsi que les liens qu’ils ont les uns avec les autres, il faut l’étudier avant toute chose. L’objectif n’est pas de la protéger bêtement, comme si elle était sous une cloche, mais plutôt de la protéger intelligemment, sous l’égide de son évolution naturelle et en considération des activités humaines. Prenons un fait concret : qui, dans l’assistance, boit du café le matin ? Bon, au vu des réactions, on va dire que 80% des personnes adultes qui lisent ce blog boivent du café. Imaginez-vous que d’ici la moitié de ce siècle, on aura perdu plus de 90% de l’habitat naturel de l’arabica en Afrique… Ah ouais, tout de suite, quand ça touche le petit déj’, ça devient plus important. Vous vous imaginez, payer votre café le quadruple du prix qu’il coûte actuellement ? Sans compter qu’au final, bah, plus de café du tout, c’est parfaitement envisageable. Ça serait dommage d’en arriver là, alors qu’il suffit laisser leur place à quelques scientifiques pour garantir du café à tous nos descendants !

Que peuvent faire les taxonomistes dans tout ça ? Leur travail. Oui oui, tout simplement : en apprenant à mieux connaître les différentes espèces et en transmettant leur savoir aux écologues. Les interactions, ce sont la clé de l’avenir, à la fois entre les organismes constituant les écosystèmes, mais aussi entre les chercheurs. Sans interactions, pas d’écosystème et pas de grandes découvertes permettant leur compréhension et pour certains leur maintien. Le meilleur exemple pour vous illustrer ça, c’est notre blog : comme vous le savez on a chacun notre domaine d’expertise (Boris, la botanique, Nicobola, les petites bêtes...), mais si on n’interagissait pas et qu’on ne contribuait pas tous aux productions des autres, on ne pourrait pas vous offrir des articles de la même qualité. On s’enrichit systématiquement de ce que les autres nous apportent. Ça nous permet de mieux fonctionner. Et bien c’est exactement la même chose pour un écosystème, et pour la communauté des chercheurs. Et les taxonomistes font partie du socle fondateur de cette communauté, car sans connaître les briques constitutives des écosystèmes, nul ne peut prétendre comprendre son fonctionnement.

Cet autre article publié dans le journal Nature démontre le déclin des études et de l’intérêt des étudiants pour le domaine de l’histoire naturelle – parfois initié par le manque de cours de qualité dans ce domaine dans les universités. En effet, cette partie de la science est souvent vue comme étant rébarbative voire obscure pour beaucoup d’étudiants… qui s’intéressent à des domaines plus « sexy » comme la biologie moléculaire ou la biochimie. Nous savons de quoi nous parlons, ayant été ces étudiants en première année, et récoltant pas mal d’incompréhension de la part des autres étudiants quand nous parlions de faire de la botanique, de l’entomologie, de l’écologie plus tard. Bah ouais, apprendre les noms des plantes en latin, c’est pas forcément très glamour, et les dissections, ça sent pas toujours très bon. Mais en faisant ça, nous avons appris comment on regroupait les organismes et nous avons vraiment pu voir sur quels critères s’établissaient les classifications, sans oublier les différentes manières de décrire les organismes dans leur entier ! Il existait certains étudiants qui travaillaient en laboratoire sur un organisme… qu’ils n’avaient jamais pu voir ou toucher dans son entier ! Bon, je dis pas, quand c’est une bactérie ou un virus, c’est pas facile. Quand il s’agit d’un macro-organisme, le voir ne serait-ce qu’une seule fois dans son ensemble et le remettre dans son contexte naturel ne pourrait-il pas rendre plus concret et plus palpable les questions que l’on se pose ? Prendre ce recul, ne pourrait-il pas déjà apporter des questions ?

Le fonctionnement d’une petite partie d’un organisme n’est pas indépendant du reste. Et il en est de même pour les écosystèmes, les plantes ne fonctionnent pas indépendamment des micro-organismes et les herbivores ne pourraient pas vivre de façon autonome sans les végétaux, etc. Si on connaît bien l’objet de l’étude et le contexte dans lequel il évolue, on répond déjà pour moitié à nos questions. Pour en revenir à cet article, une phrase est mise en avant : “No biology student should get a diploma without at least a single course in identifying organisms.” Ce qui signifie, à peu de choses près, qu’« aucun étudiant en biologie ne devrait obtenir de diplôme sans avoir suivi au moins un cours d’identification des organismes ». Attention, ça ne veut pas dire que les étudiants doivent revenir au parchemin et à la plume d’oie pour apprendre des listes d’organes et d’organismes à la lueur de la bougie, bien sûr que non. Il faudrait simplement que les nouvelles méthodes scientifiques soient mélangées, mixées, avec les méthodes plus traditionnelles, pour en retirer un ensemble de connaissances encore plus solide et permettant d’aller encore plus loin dans la compréhension du monde vivant. Ce n’est pas parce qu’on gagne de nouveaux outils de travail que les anciens sont obsolètes ; bien au contraire, cela représente juste plus de potentialité pour pouvoir faire avancer le savoir universel un peu plus vite et un peu plus loin.

En conclusion, nous avons écrit cet article dans le but de vous (nous ?) faire réfléchir sur l’importance de la taxonomie et du travail des taxonomistes dans la vie de tous les jours. Parce que connaître ce qui nous entoure nous permet de mieux le protéger, et par la même occasion, de mieux nous protéger, parce qu’il ne faut pas oublier que nous-mêmes, nous faisons partie d’un tout (rappelez-vous… les interactions !!). En tant qu’humains, nous avons le devoir et la responsabilité de comprendre et préserver les organismes autour de nous, afin de nous préserver nous-mêmes.

Les vacances d'une (autre) écologue: mission tourbière

Les vacances des scientifiques…  à quoi ça peut bien ressembler ? Sophie vous en a donné un aperçu en vous contant ses aventures en Camargue. De mon côté, les vacances n’étaient pas au programme de l’été, mais ce n’est pas pour autant que l’aventure n’était pas au rendez-vous !

Si vous vous fiez à notre page de présentation, depuis un peu plus de 10 mois je travaille sur les tourbières, et plus particulièrement les tourbières du Jura. Cette année l’hiver a été très froid et plutôt long. Encore plus en altitude. Les tourbières du Jura sont restées sous la neige assez longtemps après la hausse des températures au mois de mars. Il a fallu encore plus de temps pour que l’activité reprenne dans cet écosystème qui s’était mis en veille tout l’hiver. Quelle activité ? Celle des micro-organismes dont je vous ai très brièvement parlé là. Et c’est à ces petits amis qui ont pris leur temps pour se réveiller que je m’intéresse. C’est eux ma raison de me lever tous les matins depuis quelques mois. Et c’est encore eux qui ont accaparé mon attention tout cet été ! L’objectif de l’été est de prélever des carottes de tourbe pour ensuite faire des analyses et un suivi des communautés microbiennes en laboratoire afin de connaître l’effet du réchauffement climatique sur les bactéries et sur la capacité de stockage du carbone par les tourbières.

Le site expérimental sur lequel on prélève est situé à Frasne dans une réserve naturelle régionale et nationale. Plusieurs espèces protégées s’y développent comme la Drosera et l’Andromède.

Drosera rotundifolia (source)

Andromeda polifolia (source)

Mais pour que les chercheurs puissent faire avancer la science, un accord a été passé entre les responsables de la réserve et un groupe de laboratoire de recherche de façon à ce que le site soit classé Observatoire des Sciences de l’Univers, c’est-à-dire que les scientifiques ont l’autorisation d’y mettre en place des expériences afin de répondre à de grandes questions environnementales. Grâce à cet accord, en 2008, le laboratoire Chrono-environnement a pu mettre en place le ponton et un plan expérimental pour étudier l’effet du réchauffement climatique sur les tourbières. Ce plan expérimental (comme on peut le voir sur le schéma ci-dessous) est constitué de 12 placettes dont certaines sont mises sous serre grâce à un système appelé Open-Top-Chamber et qui permet d’appliquer un réchauffement moyen de 2 degrés, ce qui correspond à un réchauffement plausible à moyen terme. Ce site expérimental est unique en France mais il a été reproduit en Pologne et en Sibérie afin d’obtenir des données sur un gradient latitudinal. Ainsi si mes expériences sont concluantes, il faudrait les réitérer dans les 2 autres pays !

Schéma du site expérimental des tourbières de Frasne

Et voilà, c’est pour mes amis (bactéries, champignons et autres compères) des tourbières que je me suis levée à 5h le vendredi 28 juin dernier et que je suis partie en vadrouille sur les sentiers perdus de la Franche-Comté, plus précisément du côté de la ville de Frasne.

Carte du site, © V.Jassey

Accompagnée de deux stagiaires et d’une ingénieure du labo (notre Mac Gyver à nous !), on décolle à la première heure. Après presque 3h de route à passer de petites villes en villages, c’est vers 9h du matin que nous arrivons aux abords de la tourbière du Forbonnet. Là, il nous faut enfiler bottes et chaussures de marche, pantalon imperméable, prévoir parapluie et crème solaire (on ne sait jamais à quel temps on aura droit, même en plein été), emporter nos sacs remplis de flacons et pots en tout genre, couteaux de taille conséquente, sachets isothermes, glacière, et nous armer de toute notre motivation et de notre humour sans lequel une journée de terrain ne serait pas une journée de terrain !

Panorama du site (quand il fait beau!!!)

C’est parti !

Presqu’à l’image d’Indiana Jones, on brave quelques pontons glissants (la faute à la pluie de la veille), souches et branches d’arbres traîtres et on se démène pendant un peu plus de 20 minutes au beau milieu d’une forêt de pins en tentant de ne pas s’embourber dans la tourbe ! C’est qu’elle a faim la tourbe. Dès qu’on relâche notre attention ne serait-ce qu’une seconde, elle ne perd pas une occasion d’aspirer un pied, voire plus (quand elle a de l’appétit, ça peut aller jusqu’à la cuisse !)… De mon expérience, la sensation n’est absolument pas désagréable. On se laisserait presque prendre à ce doux massage si seulement les membres en cours d’aspiration ne commençaient pas à se refroidir très rapidement. La tourbe, surtout après un hiver long et froid, est à une température moyenne de 10°C et plus on s’enfonce, plus c’est froid. Donc, il ne faut pas s’endormir sur nos lauriers…. euh sur nos pins !

A gauche, vous pouvez voir la forêt de pins dans laquelle on a du évoluer pour arriver au but et à droite, un petit aperçu de ce dans quoi il nous est arrivé de plonger nos pieds

Arrivés sur notre ponton expérimental et sans plus attendre, on se répartit les tâches : qui prélève, qui annote, qui prend les photos, et qui vérifie les capteurs. La meilleure partie, c’est le prélèvement biensûr ! A chaque campagne, le mode de prélèvement doit être adapté à ce qu’on veut étudier sur les échantillons. Dans mon cas, j’ai besoin de carottes de 10*10*15 cm de profondeur (photo plus bas). D’autres avant moi n’ont prélevé que des échantillons de sphaignes (c’est la mousse qui pousse préférentiellement sur ces tourbières et que l’on voit sur la photo de la carotte), ou encore que des échantillons sur les 3 premiers centimètres de profondeur. Mes carottes vont servir à mettre en place plusieurs expériences au laboratoire, et comme ce coup-ci je travaille sur les bactéries, il faut que le prélèvement se fasse de façon la plus stérile possible. C’est pour ça que les pots s’apprêtant à recevoir les carottes ont été lavés à l’alcool, il en est de même pour les couteaux servant à trancher la tourbe. Et entre chaque prélèvement, les couteaux sont aussi stérilisés à l’alcool.

Pour prélever sur chacune des 12 placettes, je dois descendre du ponton et marcher à même la tourbe, qui ne perd pas une seconde pour s’enfoncer en m’emporter avec elle. Deux solutions se présentent à moi : soit je reste en permanence en mouvement, mais cela rend complexe le découpage et le prélèvement des carottes, soit je me sers du Peatsurf, autrement dit le surf des tourbières ! Je suis sûre que vous vous demandez ce que c’est…. Je vous préviens, vous allez être déçu par la simplicité de l’idée. Le peatsurf n’est rien de plus qu’un couvercle de poubelle sur lequel on monte quand on a besoin de marcher sur la tourbière. Il nous permet de mieux répartir notre poids au sol et donc de ne pas nous enfoncer et de rester au sec (ou presque). Cette idée de notre Mac Gyver tient du système D mais c’est suffisamment simple, judicieux et efficace pour être validé par quiconque doit prélever sur les tourbières. 

Une belle photo de mon peatsurf!

Pour chaque placette, il a fallu, avant-tout, trouver une zone représentative de l’ensemble de la placette, puis découper la carotte au couteau aux dimensions souhaitées (10*10 cm en surface) sur une profondeur minimum de 15 cm. A partir de là, on abandonne les couteaux et on passe en mode manuel. Il faut alors plonger les mains dans la tourbe (avec des gants lavés à l’alcool pour rester dans des conditions les plus stériles possibles) pour en sortir la carotte (photo ci dessous à gauche) d’à peu près 3 kilos saturée en eau. Une fois la carotte prélevée, on en profite pour collecter un échantillon d’eau au fond du trou (photo ci dessous à droite) laissé pour y analyser les bactéries présentes.

Autant vous dire qu’entre la position assez inconfortable, l’instabilité du peatsurf et la température plutôt rafraichissante de la tourbe, on fait en sorte d’être efficace pour ne pas avoir à y revenir 2 fois. En un peu moins de 3h, tous les prélèvements sont faits et les échantillons stockés en glacière. Il ne reste plus qu’à rapporter tout ça en laboratoire. 

Là où c’est moins drôle, c’est que les expériences prévues sur ses échantillons doivent se faire à Paris. Donc après avoir remballé nos affaires, fait le chemin inverse au milieu de la forêt de pins, des souches, de la tourbe et sur les pontons glissants, et repris la voiture en direction de la gare la plus proche, j’enchaîne avec 3h de train chargée de plus de 30 kilos de tourbe et une valise de matériel de laboratoire. Arrivée à 21h à Gare de Lyon, je retrouve les traditionnels problèmes de métro qui retardent mon arrivée au laboratoire où je dois stocker mes échantillons en chambre froide jusqu’au lendemain. Mais après beaucoup de patience, à 23h mes échantillons sont enfin au frais. Ils vont pouvoir passer 24h au calme, et moi je dois traverser Paris pour rentrer chez moi, dormir quelques heures et me reposer une journée tout au plus avant de revenir m’occuper de mes petits amis des tourbières.

Et donc, dimanche matin, 9h, au laboratoire BIOEMCO, à Créteil, nous sommes 3 pour faire face à ces 30 kg de tourbe et d’eau. Mes deux acolytes, un chercheur et une post-doctorante, se sont aussi armés de leur humour et de leur réserve de café, car ils savent que la journée va être longue. Et ce n’est pas peu dire…. Nous avons fini à 2h30 … du matin, presque sans avoir fait de pause. 

De droite à gauche: une partie des échantillons est mise à sécher; ils sont broyés; puis on leur applique plusieurs méthodes de microbiologie pour mesurer la diversité génétique, la diversité de métabolisme, l’activité et la respiration des bactéries; et enfin on récupère les échantillons en prévision d’autres analyses.

Comme tout chercheur en biologie le sait, le vivant n’attend pas, il continue son cycle, son évolution quoi qu’il se passe. C’est à nous de nous plier à ses contraintes et pas le contraire. Mais ces fameuses contraintes, c’est cela qui nous forge de merveilleux souvenirs. Et dire que de simples bactéries sont capables de déclencher de monstrueux fous rires à n’en plus finir.

Pour tout vous avouez, les jours suivants n’ont pas été de tout repos et loin d’être faciles. L’ensemble des expériences que j’avais prévues a duré 1mois et demi en continu et il m’en reste quelques bribes à finir jusque fin octobre. Mais je n’échangerai pour rien au monde ces vacances d’écologue contre des vacances à Bora-Bora !

Battle