Community structure and hidden phylogenetic diversity of marine fungi in the tropical Indian and western Pacific Oceans
Cette étude utilise le séquençage de l'ARNr 28S à lecture longue de 113 échantillons provenant des océans Indien tropical et Pacifique occidental pour révéler une vaste diversité fongique cachée, incluant trois nouveaux embranchements candidats, et démontre que la structure des communautés fongiques marines est façonnée par une stratification verticale distincte et des facteurs environnementaux tels que la longitude, le phosphate et la salinité.
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L'océan est souvent imaginé comme un désert bleu, une vaste étendue d'eau où la vie est rare et silencieuse. Pourtant, sous la surface, un monde bouillonnant d'organismes microscopiques dirige les processus les plus essentiels de la planète. Parmi ces travailleurs invisibles se trouvent les champignons, un groupe de formes de vie qui comprend les moisissures, les levures et les champignons à chapeau. Bien que nous pensions souvent aux champignons comme à des choses qui poussent sur du pain humide ou des troncs en décomposition sur terre, ils sont également des résidents critiques de la mer. Ils agissent comme les recycleurs de la nature, décomposant la matière organique morte et libérant des nutriments dans l'eau, et ils servent de parasites qui aident à contrôler les populations d'autres petites créatures marines. Pendant longtemps, les scientifiques pensaient que ces champignons marins vivaient principalement sur le fond de l'océan ou sur du bois flottant. Cependant, des découvertes récentes suggèrent qu'ils sont partout, dérivant dans les eaux libres et jouant un rôle bien plus important dans la santé de l'océan qu'on ne le comprenait auparavant. Malgré leur importance, l'étendue réelle de qui vit dans l'océan et de la façon dont ils sont liés les uns aux autres reste un mystère, en grande partie parce que les outils utilisés pour les étudier ont eu du mal à donner une image complète.
Une équipe de chercheurs s'est donné pour mission de résoudre ce mystère en effectuant une plongée profonde dans les eaux tropicales de l'océan Indien et du Pacifique occidental. Ils ont collecté 113 échantillons provenant d'un large éventail d'environnements, des eaux de surface ensoleillées jusqu'à l'obscurité écrasante des profondeurs de l'océan, et des eaux libres jusqu'aux sédiments boueux du fond de la mer. Pour voir ce qui s'y trouvait, ils ont utilisé une nouvelle méthode puissante qui lit de longs segments de code génétique, permettant d'identifier des organismes que les anciennes méthodes à lectures courtes avaient manqués. Leur objectif était simple mais ambitieux : cartographier la véritable diversité des champignons marins dans cette région, comprendre comment ils sont distribués et déterminer quels facteurs environnementaux déterminent où ils vivent.
Les résultats ont révélé un monde bien plus complexe et diversifié que ce que quiconque avait anticipé. À partir de leurs échantillons, les chercheurs ont identifié près de 47 000 groupes distincts de champignons. Bien que les types les plus communs appartenaient à des familles bien connues comme les Ascomycota et les Basidiomycota, l'étude a mis au jour une couche cachée de vie qui n'avait jamais été vue auparavant. Les chercheurs ont trouvé trois branches complètement nouvelles sur l'arbre de la vie, des lignées si différentes de tout champignon connu qu'ils ne pouvaient être classées dans les catégories existantes. Ils ont nommé ces groupes mystérieux Candidate.Taichumycota, Candidate.Shizhenmycota et Candidate.Xihemycota. Ces découvertes suggèrent que l'océan est un réservoir d'histoire évolutive que nous avons à peine commencé à explorer, et que nos listes actuelles d'espèces de champignons passent à côté d'une partie importante de l'histoire.
L'étude a également montré que ces champignons ne sont pas éparpillés de manière aléatoire ; ils vivent dans des quartiers très spécifiques. Les chercheurs ont découvert un motif vertical clair, où différents types de champignons dominent à différentes profondeurs. Les nouvelles lignées mystérieuses présentaient des préférences distinctes : un groupe ne se trouvait que dans les eaux de surface, un autre était répandu dans toute la colonne d'eau mais plus commun près du sommet, et le troisième était présent partout mais prospérait davantage dans les sédiments de la mer profonde. Cette séparation suggère qu'en descendant plus profondément dans l'océan, les conditions changent suffisamment pour favoriser des groupes de champignons entièrement différents. Les communautés vivant dans les eaux profondes et sur le fond de la mer étaient assez différentes de celles de la surface, indiquant que l'océan est structuré en zones écologiques distinctes pour ces organismes microscopiques.
Au-delà de la simple présence, les chercheurs ont examiné ce que ces champignons pourraient faire. En analysant leur composition génétique, ils pouvaient prédire les rôles que ces organismes jouent dans l'écosystème. Les eaux de surface abritaient un mélange de champignons ayant de nombreux métiers différents, incluant ceux qui mangent des plantes mortes, ceux qui vivent à l'intérieur d'autres organismes et ceux qui agissent comme des parasites. En revanche, l'océan profond et le fond de la mer étaient dominés par des champignons qui agissent comme des décomposeurs, décomposant la matière organique qui coule de la surface. Cette division du travail souligne comment la structure verticale de l'océan crée différentes opportunités pour la vie, la mer profonde dépendant fortement des champignons pour recycler le matériel qui tombe d'en haut.
Enfin, l'équipe a étudié ce qui régit ces modèles. Ils ont découvert que le mélange de champignons dans les eaux de surface est façonné par une combinaison de géographie et de chimie de l'eau. L'emplacement d'un échantillon, spécifiquement sa longitude, était un prédicteur fort de quels champignons étaient présents. Les facteurs environnementaux ont également joué un rôle majeur ; la quantité de phosphate et la salinité de l'eau étaient des moteurs clés de la diversité fongique. Curieusement, bien que ces facteurs expliquent une partie des différences entre les lieux, une grande part de la variation restait inexpliquée, suggérant que d'autres forces complexes sont à l'œuvre. L'étude conclut que les océans tropicaux de l'Indien et du Pacifique occidental abritent une vaste diversité cachée de champignons, avec des lignées évolutives uniques et des rôles écologiques complexes qui commencent à peine à être compris. Ce travail nous rappelle que même dans les parties les plus étudiées de l'océan, il reste encore beaucoup à découvrir sur la vie microscopique qui soutient notre planète.
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