De minuscules microbes pourraient aider à lutter contre le changement climatique, à améliorer le rendement des cultures et à recycler le plastique.
Invisibles à l’œil nu, les microbes sont les formes de vie les plus anciennes et les plus variées de la Terre. Les bactéries, les virus, les champignons et les algues ont évolué pendant des milliards d’années, développant un ensemble de caractéristiques et de fonctions cruciales pour le cycle de la vie. Dans le cadre de découvertes telles que le vaccin contre la variole et la pénicilline, ils ont contribué à révolutionner la médecine et à sauver d’innombrables vies.
Ces dernières années, les progrès en microbiologie ont élargi davantage les applications des microbes: amélioration des rendements des cultures, lutte contre le changement climatique ou encore recyclage, pour ne citer qu’eux.
Les microbes jouent un rôle majeur dans les cycles biologiques globaux, en particulier dans la circulation et la distribution du carbone et d’autres gaz à effet de serre. D’un côté, ils peuvent être une source d’émissions. Lors de la décomposition, les bactéries désagrègent en effet la matière organique à travers la respiration et elles libèrent du carbone en tant que sous-produit. Les algues poussent rapidement dans les eaux polluées où elles créent des «zones mortes» en réduisant le niveau d’oxygène et en rendant l’environnement inhospitalier pour d’autres organismes.
Mais de l’autre côté, les organismes microbiens peuvent bloquer les gaz qui réchauffent la planète. Les microbes présents dans les sols séquestrent le carbone libéré lors de la décomposition de la matière organique; par conséquent, les sols du monde contiennent deux à trois fois plus de carbone que l’atmosphère. Ce processus est toutefois menacé par l’agriculture industrielle. Les activités agricoles telles que le labour et le travail du sol perturbent la séquestration et relâchent le carbone dans l’atmosphère. Suite à l’intensification de l’agriculture au cours du siècle dernier, les sols capturent 30 à 60% de carbone en moins qu’avant. Les microbes peuvent aider à inverser cette tendance.
Les scientifiques de Loam Bio, une entreprise de biotechnologie microbienne, ont identifié une catégorie spécifique de microbes fongiques qui ont le potentiel d’améliorer les propriétés de séquestration du sol. Les champignons forment de vastes connexions souterraines (réseaux mycéliens) avec les racines végétales, et ce depuis plus de 400 millions d’années. Celles-ci leur permettent d’interagir avec de grands volumes de sol à travers le réseau racinaire. «Nous avons sélectionné les champignons en raison de leurs relations symbiotiques avec les plantes, de leur capacité à améliorer la structure du sol et de leur résilience dans diverses conditions environnementales», explique Dr Robbie Oppenheimer, directeur des produits chez Loam Bio.
Loam Bio utilise ces micro-organismes fongiques pour développer ses produits de traitement des semences, conçus pour aider les plantes à séquestrer le dioxyde de carbone. Une fois ajoutés au sol, ils établissent des relations symbiotiques avec les racines des plantes pour améliorer la séquestration, la rétention des nutriments et la productivité agricole.
«Nous effectuons des tests approfondis, y compris des expériences rigoureuses en laboratoire et des essais sur le terrain, pour nous assurer que notre produit améliore les résultats agronomiques pour les agriculteurs», explique Dr Oppenheimer.
«Nos recherches ont permis d’obtenir de nouvelles informations sur le potentiel des microbes du sol pour améliorer la santé du terrain et agir comme un puits important de carbone stable dans le sol, ce qui permet de penser que les solutions microbiennes complèteront d’autres stratégies d’atténuation des effets du changement climatique.»
Lutter contre les déchets plastiques
En effet, les microbes offrent une multitude d’autres avantages pour l’environnement. Ils peuvent améliorer la fertilité des sols, réduire le besoin d’engrais synthétiques, de fongicides et d’insecticides et renforcer la résilience des cultures face aux facteurs de stress environnementaux. Certaines espèces microbiennes peuvent contribuer à la biodépollution, autrement dit à l’élimination des polluants, des toxines et d’autres contaminants présents dans le sol et l’eau. Les microbes jouent également un rôle important dans la gestion des déchets alimentaires grâce au compostage: les bactéries décomposent les aliments et les débris biodégradables en fertilisants riches en nutriments. Elles permettent ainsi de réduire les déchets et de produire quelque chose d’utile. Les scientifiques cherchent à appliquer ce principe à l’un des polluants les plus répandus dans le monde: le plastique.
Le plastique est une plaie pour l’environnement car il ne se biodégrade pas. Il se décompose en morceaux de plus en plus petits sous l’effet de la lumière du soleil, de l’oxydation ou de la friction. Mais ces microplastiques– et finalement les nanoplastiques– restent dans l’environnement, ils contaminent l’eau et le sol et font du mal aux animaux. Les scientifiques développent de nouveaux procédés microbiologiques visant à résoudre ce problème.
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