Le partage des tâches favorise la coexistence dans les communautés bactériennes dégradant l’atrazine

Prod 2019-286i EA BIOmE INRA DOCT

National audience

French. Les communautés microbiennes exercent un rôle primordial dans la dégradation des xénobiotiques1, et en particulier des pesticides. Dans le cas de l’herbicide atrazine, plusieurs études ont démontré que sa dégradation faisait intervenir un consortium, plutôt qu’une espèce isolée2,3,4. Cependant, on ne sait pas comment la mise en place de ces consortiums dégradants se fait dans la nature. La théorie de la Reine Noire formalise les conditions nécessaires pour le mise en place de dépendance entre espèces5 : un membre de la communauté, appelé « helper », fournit un bien commun à la communauté par la dégradation d’un composé complexe, alors que les autres, appelés « beneficiaries », tirent avantage de ce bien commun, tout en ayant perdu l’accès au composé initial par perte de gènes. Ici, nous testons l’hypothèse selon laquelle un milieu de culture liquide supplémenté en atrazine peut supporter la coexistence de plusieurs espèces bactériennes via la mise en place d’une dépendance entre espèces par perte adaptative de gènes de dégradation de l’atrazine. L’expérience d’évolution que nous avons conduite sur 100 générations nous a permis d’observer la mise en place d’un partage des tâches au sein d’un consortium bactérien artificiel menant à la coexistence des quatre membres le constituant, uniquement dans les milieux de sélection contenant l’atrazine. Par ailleurs, ce partage des tâches par pertes de gènes impliqués dans la dégradation de l’atrazine chez certains membres du consortium a abouti à l’amélioration des capacités de dégradation de l’atrazine du consortium évolué dans le milieu de sélection ne contenant que de l’atrazine comme source d’azote, en comparaison au consortium ancêtre. Notre étude fournit donc des preuves expérimentales que la théorie de la Reine Noire représente un cadre formel adéquat pour étudier la mise en place et l’évolution de consortium dégradant des xénobiotiques.