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Quand les populations de communautés microbiennes « optimisent » la décomposition des déchets végétaux

by Frédéric Magné - published on , updated on

La stoechiométrie écologique est une branche récente de l’écologie qui s’intéresse à la façon dont les éléments chimiques – notamment le carbone, l’azote et le phosphore – transitent à travers toute la chaîne alimentaire (ou trophique) : depuis les producteurs primaires, les plantes, jusqu’aux consommateurs primaires, puis secondaires. En étudiant le système déchets végétaux / microorganismes décomposeurs, une équipe de chercheurs CNRS au CEFE de Montpellier montre dans un article paru dans Ecology Letters que les communautés de microorganismes et le ratio des éléments de leur biomasse varient en fonction de la teneur en carbone, azote, et phosphore du substrat végétal en décomposition. En un mot : les microbes « optimisent » l’utilisation des déchets mis à leur disposition.  


Le champignon est un acteur essentiel de la décomposition des litières végétales en forêt tropicale guyanaise © Nicolas Fanin

Comment les principaux éléments chimiques nécessaires au vivant – le carbone (C), l’azote (N) et le phosphore (P) – transitent-ils d’un maillon de la chaîne trophique à un autre ? Deux principes sont à l’œuvre : la stoechiométrie postule qu’en écologie, comme en chimie, il n’y a pas de perte de ces éléments (« Rien ne se perd, rien ne se crée… »). L’homéostasie, elle, veut que chaque organisme vivant consomme C, N et P dans des proportions fixes qui lui sont spécifiques. « On a voulu savoir comment les microorganismes décomposeurs supposés homéostatiques tiraient parti des substrats végétaux dont les teneurs en C, N et P varient largement et ne correspondent pas forcément à leurs besoins » explique Stephan Hättenschwiler, chercheur CNRS au Centre d’écologie fonctionnelle et évolutive (CEFE) de Montpellier et co-auteur d’un article paru dans Ecology Letters.

Pour ce faire, six litières végétales composées de feuilles mortes de différentes espèces d’arbres de la forêt tropicale guyanaise ont été incubées durant cent jours avec de la terre prélevée sur place. Surprise : les communautés microbiennes qui se sont développées sur les substrats ne sont pas strictement homéostatiques, mais leur composition en C, N et P reflète dans chaque cas celle des végétaux, telle que mesurée en début d’expérience. Cette « adaptation » stoechiométrique est contrôlée par le phosphore qui semble jouer un rôle-clef dans le recyclage des éléments pendant la décomposition.

« Cette étude montre pour la première fois qu’il se passe dans un écosystème terrestre la même chose que dans certains systèmes aquatiques : les communautés microbiennes s’adaptent à chaque litière (en faisant varier la répartition entre les différents groupes de microorganismes, comme les champignons et les bactéries) et réussissent ainsi à en tirer le meilleur profit » indique Stephan Hättenschwiler. 

Références

An experimental test of the hypothesis of non-homeostatic consumer stoichiometry in a plant litter–microbe system, publié online le 25 mars dans Ecology Letters par Nicolas Fanin, Nathalie Fromin, Bruno Buatois et Stephan Hättenschwiler. 

Contact chercheur

Stephan HATTENSCHWILER, Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), CNRS/Université Montpellier 1, 2 et 3/Montpellier SUPAGRO/Ecole Pratique des Hautes Etudes/CIRAD/IRD/INRA, Tél. : 04 67 61 32 36
stephan.hattenschwiler@cefe.cnrs.fr

Contact presse

Bertrand SCHATZ, Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), CNRS/Université Montpellier 1, 2 et 3/Montpellier SUPAGRO/Ecole Pratique des Hautes Etudes/CIRAD/IRD/INRA, Tél.  : 04 67 61 33 00
bertrand.schatz@cefe.cnrs.fr