Comment les bactéries interagissent

Les micro-organismes sont plus importants que nous ne le souhaiterions parfois : sans eux, il n'y aurait pas d'oxygène, les hommes et les animaux ne pourraient pas digérer et les cycles de matières sur la Terre s'arrêteraient. Dans les systèmes aquatiques également, les communautés microbiennes ont des fonctions importantes qui résultent d'interactions entre les différents organismes.

On sait par exemple que les micro-organismes échangent entre eux des produits métaboliques ou des molécules de signalisation. Certaines bactéries produisent certains acides aminés que d'autres ne peuvent pas fabriquer et qui sont importants pour la croissance. Ils sont échangés par diffusion. Mais cela n'est possible que jusqu'à une certaine distance.

L'étendue de ce rayon d'interaction était jusqu'à présent inconnue. Des chercheurs de l'Eawag et de l'ETH Zurich ont désormais pu mesurer ce rayon d'interaction, comme ils l'expliquent dans la revue spécialisée "page externeNature Ecology & Evolution" rapportent les auteurs.

Interaction sur un millième de millimètre seulement

Les chercheurs ont développé un appareil dans lequel ils peuvent faire cro?tre de manière contr?lée des cellules de deux souches de bactéries et observer leur croissance au microscope. Les mesures montrent que les cellules qui croissent plus rapidement sont celles qui se trouvent directement à c?té des cellules de l'autre souche bactérienne. En effet, seule l'une des deux souches bactériennes produit certains acides aminés favorisant la croissance, qui se diffusent vers les cellules voisines.

Cette interaction ne fonctionne que sur des distances de quelques millièmes de millimètres, comme le montrent les chercheurs. A partir d'une distance de deux longueurs de cellules déjà, cet échange s'effondre presque complètement. "Une communauté microbienne n'est donc capable d'effectuer des processus métaboliques de manière collective que dans certaines conditions, car ses activités reposent presque exclusivement sur des interactions entre des cellules bactériennes individuelles voisines", explique Martin Ackermann, professeur d'écologie des systèmes microbiens à l'ETH Zurich et directeur du département administratif de microbiologie environnementale de l'Eawag.

Pour mieux comprendre ces interactions et leur influence sur les caractéristiques des communautés microbiennes, les chercheurs ont développé un modèle mathématique. Celui-ci prédit les taux de croissance en fonction des acides aminés présents. De cette manière, il est possible d'étudier presque toutes les communautés microbiennes. Ainsi, les chercheurs appliquent désormais cette méthode, entre autres, aux microorganismes qui participent au cycle du carbone dans les habitats aquatiques.

page externeCe texte a d'abord été publié sur la plateforme d'actualités de l'Eawag.