Les bactéries nouvellement découvertes qui engloutissent les polluants pourraient avoir un «grand impact sur le changement climatique»


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Des chercheurs de l'Université Cornell ont découvert une nouvelle espèce de bactéries du sol particulièrement aptes à décomposer la matière organique, y compris les produits chimiques cancérigènes qui sont libérés lorsque le charbon, le gaz, le pétrole et les déchets sont brûlés.

La bactérie «madseniana» récemment découverte a été nommée d'après Gene Madsen - le professeur de microbiologie de Cornell qui a commencé la recherche et découvert le microbe. Il est décédé en 2017, avant de pouvoir confirmer la découverte.


Toutes les plantes et tous les animaux, y compris les humains, hébergent une collection de bactéries amicales qui nous aident à digérer les aliments et à combattre les infections. Les bactéries vivant dans les sols aident non seulement les plantes à pousser, à faire face au stress et à lutter contre les ravageurs, mais elles sont également essentielles pour comprendre le changement climatique.



Les bactéries appartiennent au genre Paraburkholderia, qui sont connus pour leur capacité à dégrader les composés aromatiques et, chez certaines espèces, leur capacité à former des nodules racinaires qui fixent l'azote atmosphérique. Le nom de l’espèce, madseniana, reflète l’héritage du travail de Madsen dans le domaine de la microbiologie environnementale.


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La recherche de Madsen s'est concentrée sur la biodégradation - le rôle que jouent les microbes dans la décomposition des polluants dans les sols contaminés - avec un accent particulier sur les polluants organiques appelés hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). Son travail a été révolutionnaire en fournissant des outils naturels pour traiter les déchets dangereux dans les zones où les sols contaminés ne peuvent pas être facilement déterrés et enlevés.

«Les microbes sont là depuis le début de la vie, près de 4 milliards d'années. Ils ont créé le système dans lequel nous vivons, et ils le soutiennent », a déclaré Dan Buckley, professeur d'écologie microbienne à la section des sciences des sols et des cultures de la School of Integrative Plant Science. 'Nous ne les voyons peut-être pas, mais ils dirigent la série.'

Photo par Allison Usavage / Université Cornell

Buckley et cinq autres chercheurs de Cornell, ainsi que des collègues du Lycoming College, ont décrit la nouvelle bactérie dans un article publié ce mois-ci dans le Revue internationale de microbiologie systématique et évolutive .


«Gene était un homme humble et un grand scientifique. Je suis si heureuse de voir son héritage se perpétuer de cette manière », a déclaré Esther Angert, professeur et directrice du Département de microbiologie. «Il est si approprié qu’une bactérie possédant ces caractéristiques porte le nom de ce remarquable microbiologiste environnemental. Je pense que Gene doit sourire.

Les travaux ont commencé dans une forêt expérimentale de Cornell sur Turkey Hill, une zone naturelle gérée par les jardins botaniques de Cornell. Madsen a isolé les nouvelles bactéries du sol forestier; L’équipe de Buckley a mené le projet à son terme.

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La première étape consistait à séquencer les gènes d’ARN ribosomal de la bactérie, ce qui a fourni la preuve génétique que la madseniana était une espèce unique. En étudiant les nouvelles bactéries, les chercheurs ont remarqué que madseniana est particulièrement apte à décomposer les hydrocarbures aromatiques, qui composent la lignine: un composant majeur de la biomasse végétale et de la matière organique du sol. Les hydrocarbures aromatiques se retrouvent également dans la pollution toxique aux HAP.


Cela signifie que les bactéries nouvellement identifiées pourraient être un candidat pour la recherche sur la biodégradation et un acteur important dans le cycle du carbone du sol.

Le laboratoire de Buckley s'est concentré sur le rôle de la bactérie dans le cycle du carbone: le cycle naturel du carbone à travers la Terre et l'atmosphère, qui, selon les scientifiques, a été déstabilisé par les émissions excessives de carbone humain.

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«Nous en savons remarquablement peu sur le fonctionnement des bactéries du sol», a déclaré Buckley. «Les sols, chaque année, transforment environ sept fois plus de carbone que toutes les émissions humaines des voitures, des centrales électriques et des unités de chauffage, partout dans le monde, rien que dans leur travail naturel de décomposition de la matière végétale. Étant donné que le sol contient une si grande quantité de carbone, de petits changements dans la façon dont nous gérons le sol pourraient avoir un impact important sur le changement climatique. »


Dans le cas de la madseniana, le laboratoire de Buckley souhaite en savoir plus sur la relation symbiotique entre les bactéries et les arbres forestiers. Les premières recherches suggèrent que les arbres fournissent du carbone aux bactéries, et à leur tour, les bactéries dégradent la matière organique du sol, libérant ainsi des nutriments tels que l'azote et le phosphore pour les arbres.

Comprendre comment les bactéries décomposent le carbone dans le sol pourrait être la clé de la durabilité du sol et de la capacité de prédire l'avenir du climat mondial.

La recherche a été soutenue par l'Institut national de l'alimentation et de l'agriculture de l'USDA grâce à une subvention McIntire Stennis.

Réimprimé de L'Université de Cornell


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