De l'ADN de plantes récoltées il y a plus d'un siècle révèle la diversité de leurs microbiomes
Les herbiers révèlent l’histoire du monde microbien ! L’ADN ancien extrait de sols piégés dans les racines de plantes en herbier depuis plus de 100 ans, révèle la diversité des microbes telluriques du passé. Cette méthode inédite permettra d’évaluer l’impact des changements globaux sur cette composante négligée de la biodiversité. Étude publiée dans Molecular Ecology Resources.
La crise actuelle de la biodiversité est bien documentée chez les plantes et les animaux, notamment grâce à des données historiques qui permettent de retracer les effets des activités humaines sur leur évolution. Mais qu’en est-il de la biodiversité microbienne ? — et plus particulièrement celle des micro-organismes du sol — cette question reste en suspens. En l’absence d’archives anciennes, les seules données disponibles sur l’évolution de cette biodiversité proviennent d’études à court terme, comparant des sols soumis à différentes pratiques agricoles ou différents modes de gestion. Ces données, bien que précieuses, ne permettent pas de comprendre ce qu’il est advenu des milliards de micro-organismes vivant dans les sols au cours des deux derniers siècles.
Dans une étude récemment publiée dans Molecular Ecology Resources, nous proposons une approche innovante pour combler cette lacune : exploiter les herbiers, ces collections botaniques anciennes, comme archives involontaires de la biodiversité microbienne. Nous avons en effet observé que les racines de certaines plantes conservées dans ces collections naturalistes depuis plus de 150 ans sont encore entourées de sol. Ce sol, piégé au moment de la collecte de la plante, pourrait contenir les traces, sous forme d’ADN, des communautés microbiennes anciennes.
Nous avons ainsi développé une méthode de "paléomicrobiologie moléculaire", basée sur l’extraction et le séquençage d’ADN ancien contenu dans ces sols d’herbier. En analysant les séquences obtenues, nous avons pu identifier les communautés microbiennes associées aux racines de quatre plantes cultivées : l’Avoine, le Seigle, le Blé, et la Laitue. Les résultats ont révélé une diversité microbienne remarquable, caractéristique de la diversité rencontrée dans de sols modernes.
Cette découverte ouvre une nouvelle voie pour étudier l’évolution des communautés microbiennes du sol sur le long terme. Grâce aux herbiers, il devient possible de retracer l’histoire microbienne des sols afin de comprendre et d’évaluer comment les changements globaux — comme l’intensification des pratiques agricoles ou les changements climatiques — ont modifié la biodiversité invisible mais essentielle des sols. Notre approche constitue une avancée originale dans le domaine de l’écologie microbienne et de la paléobiologie moléculaire, en transformant des collections naturalistes anciennes, dont celles du Muséum National d’Histoire Naturelle, en véritables archives écologiques pour la science du futur.