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Sésame, ouvre-toi…

Les chefs d’œuvre picturaux datant du paléolithique ne sont pas le seul patrimoine découvert dans la grotte de Lascaux. Saviez-vous que des ressources d’une richesse insoupçonnée, bien qu’invisibles, sont en effet présentes un peu partout dans la grotte ? On les appelle les microorganismes du sol. À l’Inra, les experts scientifiques tentent de les identifier. Quels secrets révèle alors la grotte quand elle est contée par ces chercheurs de trésors…

Plateforme GenoSol de l'unité d'agroécologie à l'Inra de Dijon.. © Bertrand NICOLAS - Inra, NICOLAS Bertrand
Par Julie Cheriguene
Mis à jour le 09/03/2018
Publié le 06/02/2018

Il était une fois une grotte connue pour ses peintures et gravures datant de 17 000 ans, nommée Lascaux. Découverte en 1940 à Montignac en Dordogne (24), elle fut ouverte au public. C’est alors que l’environnement de la « vieille dame », endormie depuis des siècles, fut bouleversé.

Ces invisibles qui peuplent la grotte de Lascaux…

Etat d'une peinture pariétale en 2007. Apparition de taches noires de champignon du genre Ochroconis.Grotte de Lascaux, Dordogne.. © MCC
Etat d'une peinture pariétale en 2007. Apparition de taches noires de champignon du genre Ochroconis.Grotte de Lascaux, Dordogne. © MCC
Cette porte ouverte sur le monde extérieur a dans un premier temps modifié les flux d’air, d’eau et de gaz de cet espace clos, qui était caractérisé par la stabilité de sa température et de son taux d’humidité. Elle fut ensuite réveillée par l’éclairage mis en place pour permettre aux visiteurs d’admirer ses chefs d’œuvre, et qui a favorisé l’apparition d’algues vertes sur les parois. Une foule importante de curieux, venue en masse découvrir et parfois toucher ces parois extraordinaires, ignorant alors que parmi les 1,5 kg à 2 kg de bactéries et champignons peuplant le corps humain, certains se déposeraient dans la grotte. Soucieux de préserver ce patrimoine, les pouvoirs publics ferment alors Lascaux au public dès 1963.
Cependant, en 2001, la grotte inquiète de nouveau : c’est un champignon blanc appelé Fusarium qui envahit le sol et les parois sans atteindre les peintures. Un traitement avec produit dit « biocide » utilisé pendant 3 ans a permis de faire régresser le champignon. Mais ce traitement a favorisé un nouveau champignon qui apparaît quelques mois plus tard sous la forme de taches noires, menaçant les peintures dès 2007. C’est à ce moment-là du récit que les microbiologistes de l’Inra entrent en scène.

Et la science découvre des terres inconnues

Changement de décor. À l’Inra de Dijon, Samuel Mondy, ingénieur de recherche, est responsable de la plateforme Genosol : avec plus de 12 000 échantillons de sols stockés, ce conservatoire est un outil d’information unique en Europe sur la diversité des ressources génétiques microbiennes (ADN) des sols. Pour Samuel, le cas de la grotte de Lascaux doit répondre à une question : peut-on soigner un environnement sans savoir de quoi il est composé ? En effet la composition des sols de la grotte est un mystère difficile à observer… Pour résoudre l’enquête, les experts de l’Inra explorent d’abord la piste d’une méthode appelée microbiologie pasteurienne. « Un des principaux écueils de cette technique, qui isole le champignon, est que lorsque l’on fait face à un microorganisme responsable d’une maladie, il était nécessaire de reproduire le milieu cultivé dans lequel il avait été observé et le refaire pousser afin de l’étudier. Une méthode qui pouvait prendre des années, avec laquelle on ne pouvait connaitre que ce que l’on était capable de faire pousser. Or, seuls 0 ,1 à 1 % des bactéries ou champignons sont cultivables, 99 % de la biodiversité des sols n’était donc pas connue ! »

Génosol, bibliothèque de la diversité microbienne des sols

C’est avec l’ère de la métagénomique et du séquençage ADN à grande échelle que cette enquête scientifique a fait un bond : il était en effet devenu possible de connaître la structure d’une population à partir de son ADN. « Séquencer le génome humain a coûté des milliards de dollars, des heures de travail de dizaines de chercheurs pendant près de 10 ans. Aujourd’hui, avec ce type de séquençage, on peut le faire en une nuit ! » En utilisant des méthodes d'analyses de « métabarcoding », il a été possible d’attribuer un code barre pour chacun des échantillons de sols collectés, qui ont ainsi pu être comparés. « On est capables de dire si une communauté de microorganismes est plus ou moins présente, ce qui nous donne des candidats pouvant être responsables de l’apparition de certains symptômes. »

Mais Samuel Mondy le rappelle : « corrélation ne veut pas dire causalité. » La présence ou non de certaines communautés de microorganismes ne permet pas de définir s’ils sont directement la cause des maladies observées, il faut effectuer d'autres expériences pour le déterminer. D’autre part, nous savons que faire disparaître un champignon par traitement, c’est aussi laisser la place (la fameuse "niche") à d’autres pour se développer. « Plus les ressources génétiques microbiennes sont pauvres, moins l’environnement est capable de répondre aux changements ! » Protéger la grotte, c’est donc avant tout limiter les perturbations de son environnement, et surveiller l’évolution des communautés de microorganismes qui la peuplent. « La notion d’équilibre est au final capitale. La diversité des ressources génétiques du sol permet de mieux contre balancer les effets liés à l’activité humaine. » Lascaux n’a pas fini de révéler tous ses secrets….

L’œil de l’expert : Samuel Mondy

Samuel Mondy, ingénieur de recherche à l'unité Aroécologie du centre Inra Dijon Bourgogne France-Comté, responsable de plateforme Genesol. © Inra, Ludovic Piquemal
© Inra, Ludovic Piquemal
Chaque centimètre cube de terre est habité par des millions de bactéries, champignons, virus et autres microbes. Samuel Mondy est devenu, en quelque sorte, l'un des archivistes de cette biodiversité. Ce bioinformaticien au sein de l’unité Agroécologie de l’Inra Dijon Bourgogne Franche-Comté est responsable de Genosol, une plateforme qui conserve des milliers d'échantillons de sol français et qui analyse l'ensemble des génomes microbiens qu'ils contiennent.

> En savoir plus sur ses travaux :

Pour aller plus loin

Samuel Mondy, spécialiste du séquençage ADN des sols, voit au-delà de son horizon. Récemment, il a également participé à l’étude de composants du plancton très peu connus car non cultivables. Des cellules individuelles ont été prélevées en milieu naturel et conservées pendant l'expédition. De retour sur terre, leur ADN a pu être séquencé grâce aux méthodes en plein développement de la génomique « cellule-unique », et l'abondance de ces organismes et leur rôle dans la chaîne alimentaire du plancton a été analysée. Une découverte rendue possible par l’expédition Tara Océans (2009-2013), qui a permis de collecter des échantillons de plancton dans tous les océans du globe à bord de la goélette Tara.

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Référence

Pedro Maria MARTIN-SANCHEZ, Alena NOVAKOVA, Fabiola BASTIAN, Claude ALABOUVETTE, Cesareo SAIZ-JIMENEZ. 2012. Two new species of the genus Ochroconis, O. lascauxensis and O. anomala isolated from black stains in Lascaux Cave, France. Fungal Biology 116, 574-589.

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