La recherche de l’UNH découvre une machine à remonter le temps génomique dans

image : DES ÉPONGES AVEC DIFFÉRENTES STRATÉGIES SYMBIOTIQUES COEXISTENT ET PROSPÈRENT GÉNÉRALEMENT DANS LES RÉCIFS, FOURNISSANT DE PRÉCIEUX SERVICES ÉCOSYSTÉMIQUES.
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Crédit : PHOTO AVEC L’AUTORISATION DE SABRINA PANKEY

DURHAM, NH – Les éponges des récifs coralliens, moins flashy que leurs voisins coralliens mais importantes pour la santé globale des récifs, sont parmi les premiers animaux de la planète. Une nouvelle recherche de l’Université du New Hampshire examine les écosystèmes des récifs coralliens avec une nouvelle approche pour comprendre l’évolution complexe des éponges et des microbes qui vivent en symbiose avec elles. Avec cette « machine à voyager dans le temps génomique », les chercheurs peuvent prédire les aspects des écosystèmes récifaux et océaniques à travers des centaines de millions d’années de changements évolutifs spectaculaires.

“Ce travail montre comment les microbiomes ont évolué en un groupe d’organismes vieux de plus de 700 millions d’années”, a déclaré Sabrina Pankey, chercheuse postdoctorale et auteure principale de l’étude. “Les éponges sont de plus en plus abondantes sur les récifs en réponse au changement climatique et elles jouent un rôle énorme dans la qualité de l’eau et la fixation des nutriments.”

Dans l’étude, récemment publiée dans la revue Écologie de la nature et évolution, l’importance du travail transcende les éponges, offrant une nouvelle approche pour comprendre le passé basée sur la génomique. Les chercheurs ont caractérisé près de 100 espèces d’éponges de toutes les Caraïbes à l’aide d’une méthode d’apprentissage automatique pour modéliser l’identité et l’abondance de chaque membre des microbiomes uniques des éponges, la communauté de microbes et de bactéries qui y vivent en symbiose. Ils ont trouvé deux compositions de microbiome distinctes qui ont conduit à différentes stratégies utilisées par les éponges pour se nourrir (les éponges capturent les nutriments en pompant de l’eau à travers leur corps) et se protègent contre les prédateurs – même parmi les espèces qui poussaient côte à côte sur un récif.

“Si nous pouvons reconstruire l’histoire évolutive de communautés microbiennes complexes comme celle-ci, nous pouvons en dire long sur le passé de la Terre”, a déclaré David Plachetzki, professeur agrégé de sciences moléculaires, cellulaires et biomédicales et co-auteur de l’étude. “Une recherche comme celle-ci pourrait révéler des aspects de la composition chimique des océans de la Terre remontant à avant même que les récifs coralliens modernes n’existent, ou elle pourrait fournir des informations sur le tumulte que les écosystèmes marins ont connu à la suite de la plus grande extinction de l’histoire qui a eu lieu environ 252 millions il y a des années. “

Les types de communautés symbiotiques que les chercheurs décrivent dans cet article sont très complexes, mais ils peuvent montrer qu’ils ont évolué indépendamment plusieurs fois. Ils disent qu’il y a quelque chose de très spécifique dans ce que font ces communautés microbiennes. Des dizaines de fois, les éponges ont décidé que cet arrangement diversifié de microbes fonctionnait pour elles.

Tirant parti de cette nouvelle approche génomique, les chercheurs ont découvert que l’origine de l’un de ces microbiomes distincts, qui avait une abondance microbienne élevée (HMA) de plus d’un milliard de microbes par gramme de tissu, s’est produite à un moment où les océans de la Terre ont subi une importante changement biogéochimique coïncidant avec les origines des récifs coralliens modernes.

Le projet a été financé par le programme Dimensions of Biodiversity and Biological Oceanography de la National Science Foundation.

L’Université du New Hampshire inspire l’innovation et transforme des vies dans notre État, notre nation et le monde. Plus de 16 000 étudiants des 50 États et 71 pays collaborent avec une faculté primée dans des programmes de premier plan en commerce, ingénierie, droit, santé et services sociaux, arts libéraux et sciences dans plus de 200 programmes d’études. Une institution de la classification Carnegie R1, l’UNH s’associe à la NASA, à la NOAA, à la NSF et au NIH, et a reçu 260 millions de dollars de financement externe compétitif au cours de l’exercice 21 pour explorer et définir plus avant les frontières de la terre, de la mer et de l’espace.

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