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n° 05 - juillet 2015 -
CEAbio
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GRAND ANGLE
L’immense
petit peuple
des océans
BIODIVERSITÉ
resser le portrait d’un peuple.
C’est ce à quoi se sont attelés
les auteurs de trois articles de
la série parue dans Science,
consacrés respectivement aux eucaryotes,
aux «microbes » et aux virus. Pour cela, ils ont
séquencé quelques milliers d’échantillons sur
les 35000 récoltés, et traité une masse de don-
nées dépassant tout ce qui a été fait jusqu’ici en
génomique, même lors de grandes opérations
internationales comme le séquençage du gé-
nome humain ou celui du microbiote
1
. «
C’est
de loin le plus gros projet de génomique jamais
entrepris
» tient à rappeler Olivier Jaillon, cher-
cheur au Genoscope (CEA-IG). S’il ne s’agit pas
encore de publier un catalogue des espèces
planctoniques, ces articles donnent une pre-
mière idée de l’incroyable diversité des orga-
nismes présents, pour la plupart inconnus des
biologistes...
150000 types génétiques
L’article sur les eucaryotes
2
apporte une
première surprise de taille. À ce stade, les
résultats concernent un seul type de gène
présent dans toutes les cellules vivantes :
l’ADN ribosomal (voir encadré). Le nombre
de versions différentes de ce gène dans un
échantillon donne une idée de la variété
des espèces présentes. Une idée seulement.
Les chercheurs ont en effet ainsi identifié
150 000 types génétiques (les OTU, voir enca-
dré), chacun d’eux pouvant contenir plusieurs
espèces. Or on n’avait décrit qu’environ 11 000
espèces d’eucaryotes planctoniques jusqu’à
présent ! La plupart des types génétiques dé-
couverts n’ont aucun référent proche dans les
bases de données. «
Cette immense variété des
espèces eucaryotes est pour nous LA grande
nouveauté
», souligne Éric Pelletier, chercheur
au Genoscope.
40 millions de gènes identifiés
Les communautés planctoniques sont
toutefois dominées, en nombre comme en
variété, par les «microbes ». Un terme qui,
dans l’article
3
qui leur est consacré, cor-
respond aux organismes de moins de trois
micromètres : essentiellement des bactéries
et archéobactéries, ainsi que la plus petite
fraction des protistes. Les virus n’ont pas été
considérés dans cet article, une étude leur
étant consacrée (voir encadré). Le résultat
le plus impressionnant tient en un chiffre :
plus de 40 millions de gènes, pour la majo-
rité inconnus, étaient identifiés. Combinant
ces résultats avec ceux de l’expédition Glo-
bal Ocean Sampling
4
, les chercheurs ont mis
en ligne l’Ocean Microbial Reference Gene
Catalog. «
Il s’agit de construire le répertoire le
plus complet possible des gènes de microbes
océaniques. Il sera enrichi à chaque nouvelle
expédition, à commencer par Tara Ocean Polar
Circle, dont les échantillons sont en cours de
séquençage chez nous
» précise Julie Poulain,
chercheuse au Genoscope. D’après l’analyse
du seul ADN ribosomal, il existerait environ
35 000 espèces de bactéries planctoniques et
150 000 types génétiques différents pour les
eucaryotes planctoniques, ce qui correspond
aux estimations antérieures.
Les chercheurs ont pu constater que la
richesse taxonomique (la variété des orga-
nismes présents) et fonctionnelle augmente
avec la profondeur, alors que l’abondance (le
nombre de cellules présentes) décroit. Toutes
profondeurs confondues, la température est le
principal facteur environnemental influant la
composition des communautés planctoniques.
«
Au dixième de degré près, nous pouvons pré-
dire la composition de la communauté plancto-
nique,
explique Olivier Jaillon.
S’il est difficile
D
Ptéropode à la silhouette d’éléphant d’environ
5 mm, deux copépodes (à gauche) et un
ostracode (orangé à droite) prélevés dans
un filet à plancton de la goélette TARA dans
les eaux de l’océan Indien.
© C.Sardet/Tara Océans/CNRS
1
Communauté des organismes peuplant
notre intestin.
2
Eukaryotic plankton diversity in the sunlit ocean;
De Vargas, Audic, Henry, et al.
3
Structure and function of the global ocean
microbiome; Sunagawa, Coelho, Chaffron, et al.
4
Ocean Global Sampling (2004-2008) est une
initiative du Craig Venter Institute. Le Sorcerer
II a effectué deux expéditions de collecte: une
circumnavigation en 2004-2008 et une traversée
de l’Atlantique en 2009-2010.