Les microbes parcourent le monde via des autoroutes aériennes

Predrag Slijepcevic, Brunel University London

Les microbes sont le groupe dominant des formes de vie sur Terre. Ces morceaux invisibles de matière gèrent notre planète depuis des milliards d’années. Les plantes et les animaux sont apparus comme des sous-produits de fusions microbiennes relativement récemment dans l’histoire de notre planète.

Il n’est pas facile de comprendre les microbes. Il nous a fallu un certain temps pour découvrir l’existence du microbiome humain, collection de virus, de bactéries et de champignons à l’intérieur et à l’extérieur de notre corps qui nous relie au reste du nuage microbien qui existe partout où la vie peut survivre.

Des autoroutes dans le ciel

Nous savons maintenant qu’il existe même un microbiome du ciel. Ils résident dans les parties basses de l’atmosphère : la moyenne et la haute troposphère qui culminent entre 8 et 12 km au-dessus du sol, et la basse stratosphère (autour de 15 km d’altitude). En rejoignant les vents et la circulation atmosphérique planétaire, ces formes de vie créent des autoroutes du ciel microbiennes qui les transportent autour du monde.

Les scientifiques ont signalé l’existence de bactéries dans le ciel pour la première fois dans deux études pionnières publiées en 2013 et 2018. Il ne s’agissait pas de microorganismes isolés trouvés par hasard. Au contraire, les communautés bactériennes chevauchent le ciel en grand nombre, de l’ordre de centaines de milliers de bactéries pour chaque mètre cube d’air dans la troposphère.

Entre 60 % et 100 % des bactéries contenues dans les échantillons collectés étaient vivantes et elles résidaient généralement dans le ciel depuis plus de cinq jours. L’analyse de leur matériel génétique a confirmé la présence de dizaines d’espèces bactériennes différentes. Cependant, les communautés bactériennes troposphériques étaient moins complexes que certains habitats terrestres.

Les bactéries ne sont pas les seules minuscules formes de vie dans le ciel. Nous connaissons maintenant ce microbiome qui est aussi constitué de virus et même de champignons. La basse atmosphère est comme vivante, elle grouille de microbes.

Ces microbes sont bien adaptés à leur nouvel environnement. Seules les bactéries qui disposent déjà de mécanismes leur permettant de faire face aux rayons UV, au manque d’eau et aux niveaux élevés d’oxydants dangereux tels que l’ozone survivent au voyage dans le ciel, où elles se nourrissent des composés carbonés disponibles dans l’atmosphère. Compte tenu de cet environnement difficile, la recherche sur le comportement des bactéries dans le ciel peut être utile pour comprendre la survie des microbes dans l’espace.

Faiseuses de pluie

Les bactéries se développent activement dans les nuages et jouent un rôle important dans les processus qui sous-tendent la chimie de l’atmosphère terrestre. Par exemple, certaines bactéries aéroportées favorisent la congélation de l’eau dans l’air.

Sur Terre un mécanisme analogue est utilisé par certaines bactéries. Ces dernières utilisent des protéines spécifiques pour permettre à la glace de se former sur les feuilles et de les endommager, ouvrant ainsi la voie aux bactéries pour les infecter. Les bactéries en suspension dans l’air et les particules de glace que certaines d’entre elles peuvent transporter peuvent même devenir les noyaux nécessaires à la formation des nuages.

Voie de la maladie ?

Comprendre le microbiome atmosphérique et ses autoroutes célestes pourrait également nous aider à apprendre comment les microbes pathogènes sont transportés autour de la planète. Dans une étude récente, les scientifiques ont découvert des virus tombant du ciel en grand nombre, comme les flocons de neige invisibles couvrant les montagnes de la Sierra Nevada en Espagne où des détecteurs de virus ont été placés. Grâce aux autoroutes microbiennes dans le ciel, des virus génétiquement identiques peuvent être trouvés à des endroits différents et éloignés de la planète.

Ce type de route pourrait être responsable de la propagation de la mystérieuse maladie de Kawasaki, qui peut causer des problèmes cardiaques chez les enfants mais dont la cause exacte est inconnue. Un groupe de scientifiques japonais a produit des preuves qui incrimineraient une toxine fongique transportée dans le ciel sur de longues distances de la Chine au Japon. L’analyse d’échantillons d’air au-dessus du Japon à la période de l’année où la maladie de Kawasaki est la plus répandue a révélé que l’espèce microbienne la plus dominante était le champignon Candida. Des expériences en laboratoire ont montré que ce champignon peut produire un état semblable à la maladie de Kawasaki chez les souris.

Aujourd’hui, le monde entier suit la saga Covid-19. Nous savons que le virus se propage par contact humain, mais un groupe de médecins a récemment averti l’Organisation mondiale de la santé que la particule virale pourrait voyager dans l’air. Certains scientifiques ont même spéculé que le SARS-CoV-2 pourrait avoir été transporté entre des pays situés à des latitudes similaires par un jet stream à travers l’atmosphère.

Comme nous commençons à peine à comprendre le rôle des microbes ici sur Terre, il semble probable qu’il y ait encore beaucoup à découvrir sur ceux qui vivent au-dessus de nos têtes.

Predrag Slijepcevic, Senior Lecturer in Biology, Brunel University London

Cet article est republié à partir de The Conversation sous licence Creative Commons. Lire l’article original.