Des montagnes de sucre sous les prairies sous-marines
Des coins sympas dans la mer
Des scientifiques de l'Institut Max Planck de microbiologie marine signalent que les herbes marines libèrent de grandes quantités de sucre dans leurs sols - dans le monde entier, plus d'un million de tonnes de saccharose, soit assez pour 32 milliards de canettes de coca. Des concentrations aussi élevées de sucre sont surprenantes. Normalement, les micro-organismes consomment rapidement tous les sucres libres présents dans leur environnement. Les scientifiques ont découvert que les herbes marines excrètent des composés phénoliques qui empêchent la plupart des micro-organismes de dégrader le saccharose. Ainsi, le saccharose reste enfoui sous les herbiers et ne peut être converti en CO2 et renvoyé dans l'océan et l'atmosphère. Les chercheurs décrivent aujourd'hui leur découverte dans la revue Nature Ecology & Evolution.
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Les herbiers marins forment des prairies vertes luxuriantes dans de nombreuses zones côtières du monde entier. Ces plantes marines constituent l'un des puits de dioxyde de carbone les plus efficaces de la planète : Un kilomètre carré de prairie marine stocke presque deux fois plus de carbone que les forêts terrestres, et ce 35 fois plus rapidement. Des scientifiques de l'Institut Max Planck de microbiologie marine de Brême, en Allemagne, ont découvert que les herbes marines libèrent des quantités massives de sucre dans leur sol, appelé rhizosphère. Les concentrations de sucre sous les herbes marines étaient au moins 80 fois supérieures à celles mesurées précédemment dans les environnements marins. "Pour mettre cela en perspective : Nous estimons qu'à l'échelle mondiale, il y a entre 0,6 et 1,3 million de tonnes de sucre, principalement sous forme de saccharose, dans la rhizosphère des herbes marines", explique Manuel Liebeke, chef du groupe de recherche Interactions métaboliques à l'Institut Max Planck de microbiologie marine. "C'est à peu près comparable à la quantité de sucre contenue dans 32 milliards de canettes de coca !".
Les polyphénols empêchent les microbes de manger le sucre
Les microbes adorent le sucre : il est facile à digérer et plein d'énergie. Alors pourquoi le saccharose n'est-il pas consommé par la grande communauté de micro-organismes de la rhizosphère des herbiers marins ? "Nous avons passé beaucoup de temps à essayer de comprendre", explique la première auteure, Maggie Sogin, qui a dirigé les recherches au large de l'île italienne d'Elbe et à l'Institut Max Planck de microbiologie marine. "Ce que nous avons réalisé, c'est que les herbes marines, comme de nombreuses autres plantes, libèrent des composés phénoliques dans leurs sédiments. Le vin rouge, le café et les fruits sont pleins de composés phénoliques, et de nombreuses personnes en prennent comme compléments alimentaires. Ce que l'on sait moins, c'est que les phénoliques sont des antimicrobiens et inhibent le métabolisme de la plupart des micro-organismes. "Dans nos expériences, nous avons ajouté des phénoliques isolés de l'herbe de mer aux microorganismes de la rhizosphère de l'herbe de mer - et effectivement, beaucoup moins de saccharose a été consommé par rapport à l'absence de phénoliques."
Certains spécialistes se nourrissent des sucres de la rhizosphère des herbes marines
Pourquoi les herbes marines produisent-elles de si grandes quantités de sucres, pour ensuite les déverser uniquement dans leur rhizosphère ? Nicole Dubilier, directrice de l'Institut Max Planck de microbiologie marine, explique : "Les herbes marines produisent du sucre pendant la photosynthèse. Dans des conditions de lumière moyennes, ces plantes utilisent la plupart des sucres qu'elles produisent pour leur propre métabolisme et leur croissance. Mais dans des conditions de forte luminosité, par exemple à midi ou pendant l'été, les plantes produisent plus de sucre qu'elles ne peuvent en utiliser ou en stocker. Elles libèrent alors l'excès de saccharose dans leur rhizosphère. Pensez-y comme à une valve de débordement".
Il est intriguant de constater qu'un petit groupe de spécialistes microbiens est capable de se développer sur le saccharose malgré les conditions difficiles. Sogin suppose que ces spécialistes du saccharose sont non seulement capables de digérer le saccharose et de dégrader les composés phénoliques, mais qu'ils pourraient également profiter à l'herbe de mer en produisant les nutriments nécessaires à sa croissance, comme l'azote. "Ces relations bénéfiques entre les plantes et les micro-organismes de la rhizosphère sont bien connues chez les plantes terrestres, mais nous commençons tout juste à comprendre les interactions intimes et complexes des herbes marines avec les micro-organismes de la rhizosphère marine", ajoute-t-elle.
Des habitats menacés et critiques
Les prairies sous-marines comptent parmi les habitats les plus menacés de notre planète. "Si l'on considère la quantité de carbone bleu - c'est-à-dire le carbone capturé par les écosystèmes océaniques et côtiers de la planète - qui est perdue lorsque les communautés d'herbiers sont décimées, nos recherches le montrent clairement : Ce ne sont pas seulement les herbes marines elles-mêmes, mais aussi les grandes quantités de saccharose présentes sous les herbes marines vivantes qui entraîneraient une perte de carbone stocké. Nos calculs montrent que si le saccharose présent dans la rhizosphère des herbes marines était dégradé par des microbes, au moins 1,54 million de tonnes de dioxyde de carbone seraient libérées dans l'atmosphère à l'échelle mondiale", déclare Liebeke. "C'est à peu près l'équivalent de la quantité de dioxyde de carbone émise par 330 000 voitures en un an". Les herbiers marins sont en déclin rapide dans tous les océans, et les pertes annuelles sont estimées à 7 % sur certains sites,¬ comparables à la perte des récifs coralliens et des forêts tropicales humides. Jusqu'à un tiers des herbiers marins de la planète pourraient avoir déjà disparu. "Nous n'en savons pas autant sur les herbiers marins que sur les habitats terrestres", souligne M. Sogin. "Notre étude contribue à notre compréhension de l'un des habitats côtiers les plus critiques de notre planète, et souligne combien il est important de préserver ces écosystèmes de carbone bleu."
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
E. Maggie Sogin, Dolma Michellod, Harald Gruber-Vodicka, Patric Bourceau, Benedikt Geier, Dimitri V. Meier, Michael Seidel, Soeren Ahmerkamp, Sina Schorn, Grace D'Angelo, Gabriele Procaccini, Nicole Dubilier, Manuel Liebeke: Sugars dominate the seagrass rhizosphere. Nature Ecology & Evolution (2022)
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