Bactéries, foudre et transfert latéral dans les nuages

Laurine S. Blanchard; Sandrine Demanèche; François Buret; Timothy M. Vogel; Cindy E. Morris; Pascal Simonet

Résumé : Les bactéries peuvent être aérosolisées à partir de divers environnements terrestres et être transportées dans les nuages sur de longues distances. Certaines sont capables d’induire la formation des noyaux de glace et d’être ainsi à l’origine de précipitations. Elles peuvent également contribuer au déclenchement de décharges de foudre. L’existence de ces propriétés chez certaines bactéries nous a conduit à postuler que des phénomènes d’électrotransformation naturelle se produisent dans les nuages, avec pour effet l’intégration d’ADN exogène par les bactéries, pouvant ainsi augmenter leur potentiel adaptatif. Nous en avons établi la preuve de concept, en mettant en évidence dans une série de test in vitro que la bactérie glaçogène P. syringae comparée à deux autres espèces est la mieux adaptée pour la survie et l’électrotransformation génétique dans des conditions simulant celles rencontrées dans les nuages, ce qui suggère qu’elle serait capable de survivre et d’évoluer durant son transport dans les nuages. Nous avons ensuite évalué l’impact d’électroporations simulant les décharges de foudre sur la survie, le potentiel d’électrotransformation et la diversité des bactéries présentes dans des échantillons de pluie, prises comme substitut des communautés bactériennes des nuages. Ces bactéries se sont révélées être plus résistantes que les souches de laboratoire et certaines d’entre elles ont été capables d’acquérir de l’ADN exogène par électrotransformation. La caractérisation d’une part des isolats de la pluie met en évidence diverses sources probables d’émissions de bactéries terrestres. Les bactéries aérosolisées de divers écosystèmes terrestres sont donc susceptibles de se disséminer dans de nouveaux habitats grâce aux nuages tout en étant capable d’acquérir de nouveaux gènes par électrotransformation, et potentiellement de se diversifier génétiquement. Notre étude démontre que l’électrotransformation naturelle liée à des décharges électriques, telles que celles se produisant dans les nuages, peut être impliquée dans le transfert horizontal de gènes chez les bactéries et éventuellement jouer un rôle dans l’adaptation et l’évolution de ces organismes.

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