Vers un monde équitable et durable

Michael Carlson, chercheur postdoctoral dans le laboratoire du professeur Lindell, a navigué le long de l'océan Pacifique pour étudier les populations de deux cyanobactéries communes : Prochlorococcus et Synechococcus. Ces deux genres vivent à des latitudes différentes : Prochlorococcus vit dans des eaux plus chaudes mais moins riches en nutriments, tandis que Synechococcus préfère les latitudes plus froides et plus riches en nutriments. Dans la zone intermédiaire, les deux espèces prospèrent, créant un point chaud, ou "ville de cyanobactéries".

Il s'avère que ce point chaud est également un point chaud d'activité virale. Tout comme une ville animée voit beaucoup plus d'infections virales qu'un village éloigné, dans la "cyanobactérie-ville", plus de cyanobactéries sont infectées. Trois fois plus, normalement, comme l'ont constaté le professeur Lindell et le docteur Carlson en 2015 et 2016. Mais lorsque l'équipe est arrivée au même endroit en 2017, elle a trouvé la population de Prochlorococcus dans le hotspot considérablement réduite et affichant 10 fois plus d'infection que la normale. En 2017, la population de Prochlorococcus a diminué à 17oC, alors que normalement ces cyanobactéries sont à l'aise à des températures aussi basses que 12oC. Les Prochlorococcus, en somme, ont subi une épidémie de virus, provoquant la mort d'un pourcentage élevé d'entre eux.

Jusqu'à présent, on ignorait qu'une infection virale pouvait avoir un effet aussi spectaculaire sur les populations de cyanobactéries. On savait que les virus infectaient et tuaient les cyanobactéries, certes. Mais parmi les autres facteurs qui affectent la taille des populations de cyanobactéries (le fait d'être mangé par des organismes plus gros, la température de l'eau, la disponibilité des nutriments, pour n'en citer que quelques-uns), l'infection virale n'était pas connue pour être significative. Les résultats du groupe du professeur Lindell sont comparables à la découverte soudaine de la grippe espagnole de 1918, après avoir connu la grippe pendant des années.

Cette découverte a été rendue possible par les technologies que le laboratoire du professeur Lindell avait développées auparavant. Le groupe a conçu de nouvelles méthodes pour quantifier les groupes de virus qui infectent les cyanobactéries, et la mesure dans laquelle ces virus infectent leurs hôtes. En naviguant vers le nord depuis Hawaï, le groupe a pu échantillonner les mêmes endroits pendant trois ans à haute résolution spatiale et découvrir l'événement infectieux de 2017. Les données satellitaires sur la température de l'eau et la concentration en chlorophylle ont permis au groupe de déduire que le phénomène observé s'étendait à l'ensemble de l'océan Pacifique Nord, et ne se limitait pas à la seule route de croisière empruntée.

Si la population de Prochlorococcus a souffert en 2017, la population de Synechococcus a été moins affectée, et a en fait augmenté en taille et en propagation, profitant de la réduction de la concurrence. Le professeur Lindell et son équipe pensent que cela est dû au fait que le Synechococcus se reproduit plus rapidement : les virus ont tué les Prochlorococcus avant qu'ils ne puissent se reproduire, mais n'ont pas pu faire de même pour le Synechococcus.

Au moins la moitié de la production d'oxygène et de la production primaire de composés organiques de la Terre provient de l'océan. Les océans couvrent 70 % de la surface de la planète, ils déterminent le climat et régulent la température. Pourtant, on ignore encore beaucoup de choses sur les océans et les organismes qui y vivent. Les travaux du laboratoire du professeur Lindell permettent de jeter un peu de lumière sur les profondeurs de l'océan.

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Cette étude a été menée par le professeur Lindell et le docteur Carlson, en collaboration avec des chercheurs de l'université de Washington et de l'université d'Hawaï. Elle a été soutenue par le Conseil européen de la recherche (CER) et la Fondation Simons dans le cadre de la Simons Collaboration on Ocean Processes and Ecology (SCOPE). Le Dr Carlson a bénéficié d'une bourse postdoctorale Fulbright.

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