![\"Parasitologist](\"https:\/\/cifar.ca\/wp-content\/uploads\/2020\/01\/reach2016_healthyoceas_3.png\")
\nJan Votypka, parasitologue. Photo : Gordon Lax<\/p>\n
En avril dernier, Patrick Keeling et Forest Rohwer rentraient \u00e0 leur h\u00f4tel en voiture apr\u00e8s une longue journ\u00e9e de plong\u00e9e au large de l\u2019\u00eele antillaise de Cura\u00e7ao, dans le cadre d\u2019un voyage d\u2019\u00e9tudes sur le terrain du programme Biodiversit\u00e9 microbienne int\u00e9gr\u00e9e (BMI) de l\u2019ICRA. Alors qu\u2019ils discutaient avec le directeur de la station de recherche locale, Mark Vermeij, ils ont eu une id\u00e9e g\u00e9niale : ils se sont rendu compte qu\u2019ils \u00e9taient en mesure de pr\u00e9lever rapidement un \u00e9chantillon de toutes les esp\u00e8ces coralliennes des Cara\u00efbes et des communaut\u00e9s microbiennes associ\u00e9es qui contribuent \u00e0 leur survie. Le lendemain, au souper, ils avaient cinquante \u00e9chantillons.<\/p>\n
\u00ab Voil\u00e0 le genre de choses qu\u2019on peut faire \u00e0 la vol\u00e9e avec un tel groupe qu\u2019on ne pourrait jamais faire seul \u00bb, affirme Keeling, directeur du programme BMI et microbiologiste \u00e0 l\u2019Universit\u00e9 de la Colombie-Britannique.<\/p>\n
Les boursiers avaient organis\u00e9 ce voyage sp\u00e9cifiquement pour \u00e9tudier les protistes, un groupe de microorganismes d\u2019une importance capitale pour la sant\u00e9 des r\u00e9cifs coralliens et des oc\u00e9ans en g\u00e9n\u00e9ral. Les protistes jouent m\u00eame un r\u00f4le important dans le cycle du carbone de la Terre, qui a de grandes r\u00e9percussions relativement aux changements climatiques.<\/p>\n
\u00ab La derni\u00e8re d\u00e9cennie fut une \u00e8re de d\u00e9couvertes en microbiologie, et je crois que les protistes en sont la derni\u00e8re fronti\u00e8re \u00bb, commente Rohwer, Boursier principal au sein du programme BMI et sp\u00e9cialiste de l\u2019\u00e9cologie microbienne marine \u00e0 l\u2019Universit\u00e9 d\u2019\u00c9tat de San Diego. \u00ab Nous sommes tout juste \u00e0 cette limite o\u00f9 on ne sait pas trop ce qui se passe; nous sommes donc en train de d\u00e9couvrir des choses. \u00bb<\/p>\n
Les protistes contribuent \u00e9norm\u00e9ment \u00e0 la productivit\u00e9 des oc\u00e9ans et aux r\u00e9seaux alimentaires marins. Mais notre connaissance de leur r\u00f4le dans l\u2019\u00e9cologie des oc\u00e9ans est encore limit\u00e9e et on ignore l\u2019ampleur de leur contribution aux cycles du carbone et des nutriments. Une meilleure compr\u00e9hension des protistes nous permettra de mod\u00e9liser avec plus de pr\u00e9cision les changements climatiques mondiaux, qui ont de graves r\u00e9percussions sur la sant\u00e9 future de notre plan\u00e8te.<\/p>\n
Bien conscients des lacunes dans nos connaissances \u2013 et de l\u2019urgence de les combler en raison du stress qu\u2019exercent les changements plan\u00e9taires sur les syst\u00e8mes marins \u2013, nombre des chercheurs du programme BMI de l\u2019ICRA \u00e9tudient les protistes marins. Ils ont recours \u00e0 une combinaison d\u2019\u00e9tudes de terrain et de travaux intenses en laboratoire, en plus de techniques et d\u2019outils biomol\u00e9culaires novateurs, souvent \u00e9labor\u00e9s et mis \u00e0 l\u2019essai par eux au fil de leurs travaux.<\/p>\n
\nJan Votypka, parasitologue. Photo : Gordon Lax<\/p>\n
On d\u00e9finit davantage les protistes par ce qu\u2019ils ne sont pas que par ce qu\u2019ils sont. Il s\u2019agit d\u2019eucaryotes (leurs cellules sont nucl\u00e9\u00e9es) qui ne sont pas des animaux, ni des champignons, ni des plantes. Parmi les protistes plus familiers, notons les amibes, les algues, les moisissures visqueuses et les dinoflagell\u00e9s. D\u2019autres s\u2019approchent du bizarre. Au fil de l\u2019\u00e9volution, certaines esp\u00e8ces ont acquis un harpon venimeux pour capturer leurs proies, alors qu\u2019une autre est dot\u00e9e d\u2019un globe oculaire unicellulaire avec cristallin et r\u00e9tine. Certaines sont photosynth\u00e9tiques, d\u2019autres pr\u00e9datrices; et nombre d\u2019esp\u00e8ces alternent m\u00eame entre divers \u00e9tats.<\/p>\n
En d\u2019autres termes, m\u00eame s\u2019ils sont unicellulaires (pour la plupart) et tout petits, les protistes vivent souvent dans des niches \u00e9cologiques que nous avons l\u2019habitude de voir dans des \u00e9cosyst\u00e8mes terrestres. Il s\u2019agit de chasseurs, d\u2019organismes photosynth\u00e9tiques et de brouteurs. Et certains protistes r\u00e9sistent \u00e0 toute classification : des chasseurs peuvent aussi \u00eatre des brouteurs et des chasseurs peuvent aussi \u00eatre tels des plantes.<\/p>\n
Les chercheurs savent que les protistes jouent un r\u00f4le essentiel dans les \u00e9cosyst\u00e8mes marins. Par exemple, le phytoplancton constitue la base des r\u00e9seaux alimentaires marins et est responsable du transport du CO2 atmosph\u00e9rique jusqu\u2019aux profondeurs de l\u2019oc\u00e9an. D\u2019autres protistes jouent un r\u00f4le extr\u00eamement important dans l\u2019\u00e9cologie de la vie marine microbienne par la pr\u00e9dation et le parasitisme.<\/p>\n
Toutefois, les protistes ont fait l\u2019objet de relativement peu d\u2019\u00e9tudes et demeurent largement non catalogu\u00e9s, en grande partie parce qu\u2019ils sont les microorganismes les plus difficiles \u00e0 isoler et \u00e0 \u00e9tudier. Malgr\u00e9 leur r\u00f4le d\u00e9mesur\u00e9 dans la micro\u00e9cologie marine, ils sont pr\u00e9sents en petit nombre. Il est aussi difficile de les cultiver en laboratoire et ils affichent une extr\u00eame complexit\u00e9 sur le plan de la structure et du comportement; le s\u00e9quen\u00e7age de masse de l\u2019eau de mer en r\u00e9v\u00e8le bien peu aux biologistes sur leurs strat\u00e9gies de vie.<\/p>\n
En outre, contrairement aux zoologistes qui \u00e9tudient les lions, les microbiologistes ne peuvent pas encore marquer un organisme unicellulaire dans l\u2019oc\u00e9an, suivre ses d\u00e9placements et \u00e9tudier son comportement \u2013 mais les chercheurs du programme BMI y travaillent. Il faut des m\u00e9thodes plus sensibles et novatrices pour comprendre comment les protistes interagissent avec l\u2019environnement marin et l\u2019influencent.<\/p>\n
Les biologistes se concentrent sur certains \u00e9cosyst\u00e8mes t\u00e9moins pour tirer des inf\u00e9rences et faire des extrapolations sur le fonctionnement des protistes dans les oc\u00e9ans. Et ils ont mis \u00e0 l\u2019essai de nouvelles techniques de terrain qu\u2019ils ont perfectionn\u00e9es pour l\u2019univers microscopique sauvage et invisible.<\/p>\n
Le voyage d\u2019\u00e9tudes sur le terrain \u00e0 Cura\u00e7ao s\u2019est fait en partenariat avec CARMABI, la Caribbean Research and Management of Biodiversity Foundation, qui exploite une station de recherche dans l\u2019\u00eele.<\/p>\n
\u00ab Nous avons r\u00e9alis\u00e9 certains des premiers relev\u00e9s g\u00e9n\u00e9raux de cet \u00e9cosyst\u00e8me \u00bb, r\u00e9v\u00e8le Keeling. Nous savons que les r\u00e9cifs coralliens sont des points chauds de biodiversit\u00e9 microbienne et piscicole, h\u00e9bergeant plus du quart de toutes les esp\u00e8ces de poissons du monde. Mais personne n\u2019y avait vraiment examin\u00e9 la diversit\u00e9 des protistes auparavant.<\/p>\n
![\"A](\"https:\/\/cifar.ca\/wp-content\/uploads\/2020\/01\/reach2016_healthyoceans_5.jpg\" "\\"Reach2016_HealthyOceans_5\\"")
\nPatrick Keeling, codirecteur du programme Biodiversit\u00e9 microbienne int\u00e9gr\u00e9e, examine la surface d\u2019un r\u00e9cif corallien. Photo : Claudio Slamovits<\/p>\n
\u00ab Nous savons que les r\u00e9cifs coralliens changent et qu\u2019ils sont menac\u00e9s. Mais si on ignore les conditions initiales, comment savoir quel sera l\u2019effet de ces changements? \u00bb, se demande Keeling. \u00ab Il faut \u00e9lucider leur nature actuelle avant de commencer \u00e0 surveiller les changements qui s\u2019op\u00e8rent. \u00bb<\/p>\n
On pr\u00e9dit que plus de la moiti\u00e9 des coraux du monde sera touch\u00e9e par les changements climatiques en raison de la hausse des temp\u00e9ratures de la mer qui entra\u00eene le blanchissement du corail, ainsi que de l\u2019acidification des oc\u00e9ans qui compromet la capacit\u00e9 des coraux \u00e0 se construire un squelette. Pendant l\u2019\u00e9v\u00e9nement El Ni\u00f1o de 1998-1999, vingt pour cent des r\u00e9cifs coralliens du monde ont disparu \u00e0 cause de la temp\u00e9rature \u00e9lev\u00e9e de l\u2019eau. Et un autre \u00e9v\u00e9nement de blanchissement corallien d\u2019envergure mondiale est en cours; on estime qu\u2019il touchera 38 pour cent des coraux du monde et d\u00e9truira plus de 12 000 kilom\u00e8tres carr\u00e9s de r\u00e9cifs.<\/p>\n
\u00ab Nous observons des changements importants dans l\u2019Arctique, et aussi dans les coraux. Si nous ne comprenons pas le syst\u00e8me tel qu\u2019il se pr\u00e9sente aujourd\u2019hui, nous n\u2019aurons pas de valeurs initiales avec lesquelles faire des comparaisons \u00bb, pr\u00e9cise Alexandra Worden, boursi\u00e8re principale de l\u2019ICRA, scientifique principale au Monterey Bay Aquarium Research Institute et professeure auxiliaire \u00e0 l\u2019Universit\u00e9 de la Californie \u00e0 Santa Cruz. \u00ab Il faut donc agir sans tarder en r\u00e9unissant les scientifiques et les m\u00e9thodes qu\u2019il faut, et examiner les \u00e9cosyst\u00e8mes en abolissant les fronti\u00e8res disciplinaires ou politiques. \u00bb<\/p>\n
![\"CIFAR](\"https:\/\/cifar.ca\/wp-content\/uploads\/2020\/01\/reach2016_healthoceans_4.jpg\" "\\"Reach2016_HealthOceans_4\\"")
\nDes boursiers de l\u2019ICRA manipulent un invert\u00e9br\u00e9 pr\u00e9lev\u00e9 lors d\u2019une plong\u00e9e de recherche. Photo : Gordon Lax<\/p>\n
Les boursiers de l\u2019ICRA s\u2019int\u00e9ressent particuli\u00e8rement aux interactions entre les protistes et les bact\u00e9ries, ainsi qu\u2019entre les phages et les virus qui infectent les bact\u00e9ries et les protistes; tous ces organismes vivent dans les communaut\u00e9s coralliennes.<\/p>\n
\u00ab Nous nous effor\u00e7ons d\u2019\u00e9lucider cette interface \u2013 non seulement entre le corail, les phages et les bact\u00e9ries, mais aussi entre le corail, les phages, les bact\u00e9ries et les protistes \u00bb, confie Rohwer. Ses recherches ont d\u00e9j\u00e0 r\u00e9v\u00e9l\u00e9 comment les bact\u00e9ries et leurs phages peuvent causer la maladie chez le corail, mais aussi offrir au corail une sorte de syst\u00e8me proto-immunitaire qui le prot\u00e8ge des pathog\u00e8nes nuisibles.<\/p>\n
Le corail d\u00e9pend d\u2019une relation symbiotique avec un protiste qui vit dans ses tissus \u2013 une algue photosynth\u00e9tique appel\u00e9e zooxanthelle. Tout comme une plante, cette algue peut convertir la lumi\u00e8re du soleil en \u00e9nergie. Elle est aussi responsable de la production chimique du squelette corallien \u00e0 partir de CO2 et procure des nutriments au corail. Si l\u2019eau se r\u00e9chauffe trop, le corail peut perdre ses algues et blanchir. S\u2019il a de la chance, il peut acqu\u00e9rir de nouvelles zooxanthelles plus tol\u00e9rantes aux temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es et s\u2019adapter. En d\u2019autres termes, les microorganismes constituent peut-\u00eatre l\u2019une des cl\u00e9s de l\u2019adaptabilit\u00e9 et de la survie des coraux face aux changements environnementaux.<\/p>\n
Rohwer souligne que les coraux comptent parmi les animaux les plus anciens sur la plan\u00e8te. Ils ont surv\u00e9cu pendant 200 millions d\u2019ann\u00e9es et leurs interactions avec les microorganismes en sont peut-\u00eatre la raison. Mais un d\u00e9s\u00e9quilibre entre les coraux et les microorganismes peut tuer les coraux.<\/p>\n
\u00ab Les coraux constituent une communaut\u00e9 tr\u00e8s unie r\u00e9unissant les microorganismes et le corail. Si on perturbe tout \u00e9l\u00e9ment de cette communaut\u00e9, on risquerait de tuer l\u2019ensemble \u00bb, explique Keeling. De minuscules interactions sur le plan microbien peuvent avoir d\u2019importantes cons\u00e9quences dans l\u2019ensemble du r\u00e9cif corallien. De m\u00eame, des activit\u00e9s humaines de plus grande envergure peuvent toucher les plus petites des interactions microbiennes et perturber l\u2019\u00e9quilibre.<\/p>\n
Par exemple, la surp\u00eache r\u00e9duit le nombre de poissons qui mangent les algues d\u2019un \u00e9cosyst\u00e8me corallien. Il s\u2019ensuit une augmentation de la quantit\u00e9 d\u2019algues sur le r\u00e9cif, ce qui augmente la quantit\u00e9 de bact\u00e9ries et peut couper l\u2019approvisionnement en oxyg\u00e8ne du corail et le tuer. De tels exemples soulignent l\u2019importance d\u2019\u00e9lucider le r\u00f4le des protistes dans la sant\u00e9 et la maladie coralliennes \u00e0 l\u2019\u00e9chelle microbienne, ainsi que le r\u00f4le des autres joueurs microbiens.<\/p>\n
\u00ab Je crois que dans le domaine, on reconna\u00eet qu\u2019il est impossible de comprendre un \u00e9cosyst\u00e8me en se penchant seulement sur un ou deux de ses \u00e9l\u00e9ments [comme les bact\u00e9ries ou les virus] \u00bb, soutient Alexandra Worden. Si vous voulez comprendre la disparition des grenouilles dans la for\u00eat pluviale, il faut voir plus loin que les grenouilles. Il faut tenir compte de tous les joueurs diff\u00e9rents et comprendre ce qui a chang\u00e9 dans leurs interactions. Voil\u00e0 pourquoi je crois que la m\u00e9thode pr\u00e9conis\u00e9e dans ce projet du programme BMI pourrait mener \u00e0 des r\u00e9sultats tr\u00e8s diff\u00e9rents. \u00bb<\/p>\n
Les protistes jouent un r\u00f4le majeur dans l\u2019important cycle du carbone des oc\u00e9ans o\u00f9 le carbone se d\u00e9place entre l\u2019atmosph\u00e8re et l\u2019oc\u00e9an. Les algues marines \u2013 des protistes photosynth\u00e9tiques \u2013 \u00e9liminent environ 50 gigatonnes de carbone de l\u2019atmosph\u00e8re chaque ann\u00e9e, plus que ne le font toutes les plantes terrestres.<\/p>\n
\u00ab Les protistes sont d\u2019une incroyable importance dans la r\u00e9gulation du climat \u00bb, pr\u00e9cise Worden. Mais leur comportement et de nombreuses autres caract\u00e9ristiques sont d\u2019une complexit\u00e9 \u00e0 laquelle on ne s\u2019attendait pas. \u00bb En raison de l\u2019immense diversit\u00e9 des protistes, il est difficile de pr\u00e9dire quel effet aura sur eux le r\u00e9chauffement des oc\u00e9ans.<\/p>\n
\u00ab Je crois que nous les avons trait\u00e9s de fa\u00e7on tr\u00e8s simpliste, un peu comme des bact\u00e9ries qui ont un r\u00f4le relativement bien d\u00e9fini, mais on se rend compte que leur complexit\u00e9 est beaucoup plus grande \u00bb, ajoute\u2011t\u2011elle. Non seulement les protistes cr\u00e9ent de l\u2019\u00e9nergie par photosynth\u00e8se, mais ils participent aussi au processus qui transmet l\u2019\u00e9nergie vers le sommet de la cha\u00eene alimentaire.<\/p>\n
\u00ab Pour accro\u00eetre le pouvoir pr\u00e9dictif des mod\u00e8les climatiques mondiaux, il nous faut comprendre les complexit\u00e9s comportementales et biochimiques de la vie des protistes, ainsi que les subtilit\u00e9s de leurs interactions avec d\u2019autres microorganismes. Ces nouvelles connaissances se r\u00e9v\u00e9leront extr\u00eamement pr\u00e9cieuses pour produire des mod\u00e8les climatiques plus pr\u00e9dictifs. \u00bb<\/p>\n
![\"Healthy](\"https:\/\/cifar.ca\/wp-content\/uploads\/2020\/01\/reach2016_healthyoceans_2.png\" "\\"Reach2016_HealthyOceans_2\\"")
\nUn \u00e9tudiant pr\u00e9l\u00e8ve des \u00e9chantillons pendant une plong\u00e9e. Photo : Emma George<\/p>\n
En raison de leur comportement complexe, les protistes sont particuli\u00e8rement difficiles \u00e0 \u00e9tudier \u00e0 l\u2019aide des techniques habituelles. Comme le dit Worden, ils sont plus qu\u2019un \u00ab sac de g\u00e8nes \u00bb. On ne peut pas simplement s\u00e9quencer les g\u00e8nes d\u2019un protiste et comprendre comment il s\u2019imbrique dans l\u2019\u00e9cosyst\u00e8me microbien, tout comme le s\u00e9quen\u00e7age de l\u2019ADN d\u2019un aigle ne peut pas nous dire qu\u2019il vole et p\u00eache le saumon.<\/p>\n
\u00ab Il nous faudra miser sur nombre de techniques biologiques complexes, car les protistes sont d\u2019un grand int\u00e9r\u00eat \u00e0 plusieurs niveaux diff\u00e9rents \u00bb, rench\u00e9rit Keeling.<\/p>\n
Vu l\u2019immense complexit\u00e9 de ce groupe d\u2019organismes, il n\u2019est pas surprenant qu\u2019il faille des \u00e9quipes interdisciplinaires, ainsi que du travail de terrain et en laboratoire d\u2019une cr\u00e9ativit\u00e9 d\u00e9bordante. L\u2019un des outils que le groupe BMI a apport\u00e9s \u00e0 Cura\u00e7ao est un s\u00e9quenceur d\u2019ADN de poche pouvant s\u00e9quencer le g\u00e9nome complet de petits organismes. Il s\u2019est r\u00e9v\u00e9l\u00e9 particuli\u00e8rement utile dans l\u2019\u00e9tude des protistes, qui sont extr\u00eamement difficiles \u00e0 cultiver. Souvent, le seul moyen pour r\u00e9ussir \u00e0 comprendre leur comportement ou leur physiologie est de les observer sur le terrain. Voil\u00e0 pourquoi il est important de mettre au point des techniques de terrain novatrices et sensibles pour les \u00e9tudier in situ, ou presque in situ.<\/p>\n
Le laboratoire de Patrick Keeling a mis au point diverses m\u00e9thodes, comme la transcriptomique unicellulaire qui permet aux scientifiques, \u00e0 l\u2019aide d\u2019une seule cellule de protiste, de s\u00e9quencer tous les g\u00e8nes qui sont exprim\u00e9s \u00e0 tout moment. \u00c0 Cura\u00e7ao, ils ont pu mettre \u00e0 l\u2019essai la version b\u00eata de ces techniques et ont l\u2019intention de poursuivre leurs travaux lors d\u2019une autre visite de terrain \u00e0 l\u2019\u00eele ce printemps.<\/p>\n
\u00ab Si vous le faites au microscope, vous pouvez observer le protiste, le filmer, le photographier pour en comprendre la nature, et ensuite vous pouvez le prendre et le s\u00e9quencer \u00bb, dit\u2011il. Voil\u00e0 ce que nous allons faire en masse \u00e0 Cura\u00e7ao. \u00bb Son laboratoire va aussi apporter une mini\u2011machine \u00e0 PCR [r\u00e9action en cha\u00eene de la polym\u00e9rase] servant \u00e0 amplifier des segments d\u2019ADN.<\/p>\n
\u00ab C\u2019est compliqu\u00e9, mais nous avons maintenant les outils qu\u2019il faut \u00bb, dit Alexandra Rohwer, qui apportera encore cette ann\u00e9e son s\u00e9quenceur d\u2019ADN de poche. Il y a dix ans, nous n\u2019aurions pas pu \u00e9lucider l\u2019interface entre le corail, les phages, les bact\u00e9ries et les protistes. Mais maintenant, nous le pouvons. \u00bb<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Une nouvelle compr\u00e9hension de la vie microbienne pourrait nous aider \u00e0 gu\u00e9rir les r\u00e9cifs coralliens et m\u00eame nous renseigner sur la fa\u00e7on dont les oc\u00e9ans […]<\/p>\n","protected":false},"author":65,"featured_media":15050,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[927,1851,4171],"tags":[1761,4639],"class_list":["post-21602","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-recherche","category-revue-reach","category-revue-reach-2016","tag-forest-rohwer","tag-reach-fr"],"acf":[],"yoast_head":"\n