Lorsque Monchamp est tombée sur des gènes de cyanobactéries non photosynthétiques lors de l’analyse des carottes sédimentaires, elle n’y a d’abord guère prêté attention. Mais lorsque les bactéries sont apparues en grand nombre dans les forages de tous les lacs et à toutes les époques représentées, cela a éveillé sa curiosité : « Ces données étaient trop belles pour ne pas les évaluer. » Avec son équipe, elle trouva 63 unités taxonomiques de cyanobactéries non photosynthétiques des deux embranchements Melainabacteria et Sericytochromatia.

Mais du fait qu’il est très difficile de les cultiver en laboratoire, ces bactéries non photosynthétiques ne sont tout d’abord guère étudiées. Les bactéries trouvées sont certes apparentées aux espèces photosynthétiques, mais ont un tout autre métabolisme et sont extrêmement variables : Elles existent dans des écosystèmes avec et sans oxygène, avec et sans lumière, et quelle que soit la quantité de nutriments présente. Des cyanobactéries non photosynthétiques vivent également dans les systèmes digestifs des animaux.

Questions similaires, autres réponses

Les chercheurs commencèrent par chercher des correspondances avec ses modèles qu’ils avaient trouvés chez les bactéries photosynthétiques. « Ce que nous avons trouvé correspondait au peu de chose qui est documenté dans la littérature », raconte Monchamp. L’analyse des arbres généalogiques révéla que les Melainabacteria et Sericytochromatia ne semblaient pas réagir aux influences environnementales telles que la température ou l’offre en éléments nutritifs. Sur les dix lacs étudiés, la composition de leurs espèces n’a changé que dans le lac d’Annecy au cours des 100 dernières années. Pour Monchamp, c’est d’une part un résultat surprenant, car par comparaison aux autres lacs, le lac d’Annecy est resté relativement inchangé. « Compte tenu de ces conditions environnementales constantes, nous nous serions attendus à la population la plus stable », déclare-t-elle. Mais elle n’est par ailleurs guère étonnée par le fait que la biodiversité des cyanobactéries non photosynthétiques n’ait pas augmenté au fil du temps comparativement aux cyanobactéries photosynthétiques : « Elles ont un métabolisme complètement différent. Il n’est donc pas surprenant qu’elles se comportent aussi différemment. »

Ces résultats ont trouvé un large écho dans la communauté scientifique. « J’ai diffusé les premiers résultats via Twitter et ils ont éveillé un grand intérêt », commente Monchamp. Car : même si la présence de cyanobactéries non photosynthétiques avait déjà été documentée dans d’autres écosystèmes aquatiques, personne ne les a encore étudiées au sein de leur habitat. « Nos données collectées sur une longue période et sur une vaste zone géographique permettent d’avoir un aperçu intéressant de leur distribution», ajoute Monchamp. « D’autres études peuvent s’appuyer sur cette base pour explorer l’écologie des cyanobactéries non photosynthétiques. »

Les cyanobactéries

Les cyanobactéries jouent l’un des principaux rôles dans les cycles mondiaux du carbone et de l’azote. Dans le langage courant, les organismes unicellulaires sont souvent désignés par le terme d’algues bleues, mais en raison de leur biologie, elles appartiennent aux bactéries. Les ancêtres des cyanobactéries actuelles étaient, il y a plus de deux milliards d’années, l’un des premiers organismes vivants capables d’effectuer la scission de l’eau et de produire de l’oxygène : Ils pratiquaient la photosynthèse et enrichissaient ainsi l’atmosphère en oxygène. Entre-temps, on a identifié environ 2000 espèces, elles appartiennent au niveau le plus bas de la chaîne alimentaire et constituent une base vitale pour de nombreux animaux. Les cyanobactéries se sont adaptées à des conditions extrêmes : Elles colonisent les déserts, les eaux douces et salées, elles vivent dans des sources chaudes ou sur des pierres salines et on les trouve des tropiques jusqu’aux pôles.