Minuscules habitants du sol: écologie microbienne

Les communautés microbiennes dans le sol, composées de bactéries, de champignons et de protistes, sont essentielles au fonctionnement des écosystèmes. Nous étudions comment cette biodiversité est modifiée par le changement climatique, les changements dans l'utilisation des terres ou une gestion intensive, par exemple dans l'Arctique et le pergélisol des Alpes, ainsi que dans les forêts suisses.

Diversité microbienne

Dans le monde entier, la biodiversité est essentielle au fonctionnement des écosystèmes. La vie microbienne représente la plus grande partie de cette biodiversité et s'étend à tous les habitats imaginables, du corps humain aux profondeurs des océans. La diversité des micro-organismes dans les sols est immense et encore largement inconnue. Ce n'est que grâce aux méthodes génétiques, qui permettent d'étudier le génome des êtres vivants, qu'il est possible de détecter et de distinguer un grand nombre de ces espèces.

Ce n'est pas seulement la diversité des espèces dans le sol qui est essentielle, mais aussi la diversité fonctionnelle, c'est-à-dire les nombreuses fonctions de ces espèces. Les processus microbiens du sol jouent un rôle critique dans les cycles globaux et écologiques de la matière. Les éléments interdépendants et interactifs des communautés biologiques influencent considérablement le cycle global des nutriments, la dégradation de la matière organique et des substances toxiques ainsi que l'évolution du climat. Sans les micro-organismes, il n'y aurait pas de vie sur terre.

Un environnement en mutation

Les changements globaux tels que le réchauffement climatique, la pollution ou l'exploitation intensive exercent des forces puissantes sur les écosystèmes terrestres et aquatiques. Ces forces influencent également la biodiversité du sol et entraînent des modifications persistantes. Les altérations négatives vont de la perte de fonctions essentielles de l'écosystème à l'invasion d'organismes pathogènes.

En raison du rôle central de la diversité microbienne, il est évident que la diversité, l'activité et les fonctions de ces communautés sont considérées comme des indicateurs pertinents de ces changements environnementaux. Des communautés microbiennes diversifiées et fonctionnellement intactes sont donc essentielles pour la conservation et l'utilisation durable des écosystèmes mondiaux. Il existe encore de grandes incertitudes et d'énormes besoins de recherche à ce sujet. Il s'agit ici de mieux comprendre la fonction des microorganismes dans les cycles biogéochimiques.

Dans le groupe de recherche Processus rhizosphériques, nous explorons notamment, dans le cadre de projets de coopération internationale, la manière dont les microbes du sol réagissent au changement climatique dans l'Arctique ou dans les Alpes. Nous continuons à explorer la vie microbienne étonnamment riche dans le pergélisol, c'est-à-dire dans le sol gelé en permanence. On ignore encore comment les micro-organismes adaptés au froid survivent dans le pergélisol, comment les cellules peuvent assurer le métabolisme et même la reproduction. D'autres travaux de recherche sont consacrés à l'impact des activités humaines sur les organismes du sol, comme le compactage des sols par les lourds engins forestiers ou la pollution du sol par le mercure.

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Der Permafrost taut auf: Unberechenbare Gefahr fürs Klima. Mit Marcia Phillips und Beat Frey. "Einstein" auf TV SRF1 vom  1. April 2021

Reges Leben im Boden. Neue Aufgabe für den Sendeturm Beromünster, SRF2 Wissenschaftsmagazin vom 20. Februar 2018

Wie das Leben an Boden gewinnt (in Geopanorama 3/2015)

Bodenforscher finden Mikroorganismen in Gletscher, SRF Tagesschau, 4. Juli 2015

Die Steinwüste lebt: 3SAT, Nano, 12. Oktober 2015

Eine Schatzkammer auf dem Engadiner Schafberg. In gefrorenem Boden lebt eine erstaunliche Vielfalt an Mikroorganismen. Tages-Anzeiger, 20.3.2016

Eine Gletschermikrobe mag es eiskalt. Zürcher Forscher haben eine neue Bakterienart entdeckt, die selbst bei Minustemperaturen wächst. Tages-Anzeiger, 21.3.2016

Grossflächige Untersuchungen der Bodendiversität sind endlich realisierbar
Hotspot 32/2015: Biodiversität im Boden