Déchiffrer le rôle de la vie marine invisible

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En matière d’impact et de nombre absolus, les microbes dominent notre planète. Ces organismes unicellulaires minuscules invisibles à l’œil nu vivent partout sur Terre, dans l’atmosphère, dans l’écorce terrestre et dans nos propres corps. Les océans du monde font également équipe avec les microbes, qui constituent plus de 90 % de leur biomasse.

Pour Julie LaRoche, les microbes représentent un important indicateur des effets du changement climatique sur la vie dans l’océan. Elle est professeure de biologie et spécialiste de l’océan à l’Université Dalhousie, et titulaire de la Chaire de recherche du Canada en génomique microbienne marine et en biogéochimie.

« Nous observons les effets sur le phytoplancton et les bactéries marines de l’augmentation de la température et de la diminution du pH, lesquelles sont liées à l’augmentation du dioxyde de carbone dans l’atmosphère. Les microbes marins sont des joueurs essentiels dans les cycles biogéochimiques marins, autrement dit, ils jouent un rôle primordial dans le recyclage des nutriments et d’autres éléments de l’’océan. Les changements dans l’équilibre du recyclage affecteront la productivité de l’océan, y compris celle des formes de vie d’un niveau trophique supérieur comme les poissons et les autres créatures marines. »

Plutôt que des microscopes, la chercheuse utilise la génomique et des techniques de séquençage de nouvelle génération pour étudier la diversité et la fonction des microbes de l’océan. Elle constate que cette technologie a permis un grand bond en avant pour la science de la microbiologie et a mené à beaucoup de découvertes de nouveaux groupes taxinomiques et de nouvelles voies biochimiques chez les microbes marins depuis son développement, il y a
une décennie.

La biologiste et son équipe ont obtenu les séquences génomiques de microbes qu’ils ont recueillis lors d’expéditions sur les océans partout dans le monde ainsi que près de chez eux, dans des endroits comme le bassin de Bedford et la plate-forme Néo-Écossaise. Ces séquences sont enregistrées dans une immense base de données où elles sont analysées dans les contextes d’autres observations océanographiques. Avec l’accumulation des observations au fil des ans, l’information de la séquence initiale servira de point de référence dans l’étude des effets à long terme du changement climatique sur la vie sur Terre.

« Tout en découvrant les rôles des microbes qui vivent dans les eaux du nord-ouest de l’Atlantique, nous établissons également une base de comparaison pour les observations qui seront obtenues lors d’explorations futures et qui permettront d’évaluer les modifications qui auront eu lieu dans la population microbienne par suite du changement climatique. »

L’analyse des microbes est synonyme de très grands nombres. D’abord, il y a environ 5 x 10 30 cellules microbiennes sur terre, représentant environ 100 millions d’espèces. La base de données avec laquelle la professeure et son équipe travaillent est également gigantesque avec quelque 20 millions de séquences à ce jour comportant chacune de quatre à cinq millions de morceaux.

« Ces énormes fichiers occupent une grande quantité de mémoire. Nous ne pouvons pas nous servir d’un ordinateur ordinaire, c’est pourquoi nous avons recours à ACENET et à Calcul Canada. »

La femme de science et son équipe ont déjà compilé et exploré trois ans et demi de données avec le système d’ACENET. Leur travail permet aux scientifiques de comprendre la façon dont les océans, et la vie sur Terre, sont en train de changer.

« À mesure que les océans continuent de se réchauffer et de devenir plus acides, la vie microbienne qu’ils renferment pourrait réagir en migrant plus près des pôles, prévoit la spécialiste. Cela pourrait affecter l’ensemble du biome de la mer et c’est pourquoi nous devons nous y intéresser ».

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