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Le pétrichor, vous connaissez ? Le terme est apparu en 1964 et provient du grec ancien pétra (« pierre ») et īkhṓr (« fluide, sang ») ; dans la mythologie grecque, l’ichor désigne le sang des Dieux. Cela ne vous dit peut-être pas grand-chose, mais sachez que c’est ce qui est à l’origine de la si bonne odeur qui embaume l’air lors d’une pluie d’été. Des scientifiques ont cherché à comprendre si nous étions les seuls à être terriblement séduits par cette odeur ou si d’autres espèces y trouvaient un quelconque intérêt. Leurs résultats viennent de paraître dans la revue Nature.

Le pétrichor est un liquide sécrété par certaines plantes, qui s’infiltre dans les sols pendant les périodes sèches. Ce liquide huileux se mélange aux sédiments du sol, puis lorsqu’il pleut, l’ensemble dégage des composés aromatiques volatils. Ces derniers rencontrent une substance organique appelée géosmine, un composé sécrété par des bactéries – les actinobactéries et les cyanobactéries – lorsqu’elles produisent des spores. Le tout donne cette odeur de terre mouillée si caractéristique et si agréable, que nous sommes capables de détecter même à des concentrations extrêmement faibles. À savoir que la géosmine est également à l’origine de goûts moisis/terreux de certains vins, révélant ainsi leur contamination microbienne.

Pétrichor et géosmine, un agréable mélange aromatique

En 2015, une équipe de chercheurs du MIT étaient parvenus à mettre en évidence la manière dont les odeurs se déplacent dans l’air lorsqu’il pleut :

En utilisant des caméras à grande vitesse, ils ont ainsi observé que lorsqu’une goutte de pluie frappe une surface, elle emprisonne de minuscules bulles d’air au point de contact. Comme dans une coupe de champagne, les bulles montent alors vers le haut, puis finissent par éclater sous forme d’aérosol. Cette équipe du MIT suggérait alors que ces aérosols, dans les environnements naturels, étaient susceptibles de transporter des éléments aromatiques, ainsi que des bactéries et des virus stockés dans le sol. Ces scientifiques avaient tout à fait raison.

Pétrichor et géosmine, voilà le secret de l’odeur terreuse que l’on hume avec plaisir lorsqu’il pleut après une période sèche. La pluie tombant avec force sur le sol fait s’envoler les spores et les composés volatils du pétrichor, qui peuvent alors se combiner dans l’atmosphère. Les actinobactéries du genre Streptomyces libèrent également de la géosmine à leur mort.

Une équipe internationale de chercheurs s’est intéressée au rôle que pouvaient jouer la géosmine et d’autres composés organiques volatils de Streptomyces dans les écosystèmes du sol. Ils ont notamment cherché à déterminer si cette odeur pouvait attirer des arthropodes vivant dans le sol (myriapodes, arachnides, insectes, etc.). Les scientifiques se sont donc livrés à quelques expériences sur le terrain et en laboratoire pour analyser les effets de la géosmine et du 2-méthylisoborneol (2-MIB) sur les petites bêtes de la forêt.

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Les collemboles (de l’espèce Protaphorura armata ici) sont irrésistiblement attirés par l’odeur de la géosmine qu’ils détectent avec leurs antennes. Crédits : U. Burkhardt/ CC BY-SA 3.0

Et il s’avère que les collemboles — de minuscules arthropodes avec un appendice en forme de queue, vivant dans des milieux organiques tels que la litière de feuilles d’un sol forestier — semblent apprécier cette odeur autant que nous. « Dans un réseau de pièges appâtés avec des colonies de Streptomyces coelicolor, nous avons observé une attraction significative des collemboles par rapport aux pièges témoins », expliquent les auteurs de l’étude. Ces arthropodes peuvent détecter la géosmine grâce à leurs antennes et se nourrissent des Streptomyces qui la produisent.

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(a) Les collemboles se nourrissent de Streptomyces coelicolor sporulant. La photo montre la biomasse bactérienne sombre visible dans les entrailles des arthropodes, ainsi que les granulés fécaux recouvrant la boîte de Petri. Colonies de S. coelicolor élevées (b) sans collemboles et (c) en présence d’une dizaine de collemboles. Après 6 jours d’incubation, les colonies dans le sol sans collemboles sont restées intactes, tandis que les colonies dans le sol avec collemboles ont été consommées par le pâturage des animaux. Crédits : P. G. Becher et al.

Les collemboles, un maillon essentiel du cycle de vie des Streptomyces

Les chercheurs se sont alors demandés pourquoi les bactéries faisaient tant d’efforts pour attirer ces êtres qui allaient finalement les dévorer. En réalité, il y a bien une raison stratégique à ce comportement : les Streptomyces agissent un peu comme les champignons filamenteux (tels que les hyphes qui constituent le mycélium par exemple). En effet, lorsque ces bactéries sont prêtes à se reproduire, elles créent des spores, qui peuvent se propager et engendrer de nouvelles bactéries à grande échelle.

Sur le même sujet : Bactéries et pluie : Que sont les bioprécipitations ?

Mais pour ce faire, les Streptomyces ont besoin d’un vecteur : c’est là que les collemboles entrent en jeu. Ils permettent en fait de disperser les spores de deux manières différentes : « Un collembole se nourrit des colonies de Streptomyces et dissémine les spores à la fois via des boulettes fécales, mais aussi grâce à l’adhérence des spores à sa cuticule hydrophobe », expliquent les scientifiques à l’origine de l’étude. Le corps des collemboles est en effet recouvert d’une fine cuticule hydrophobe, qui leur permet de résister à une submersion accidentelle et de se déplacer dans les eaux stagnantes.

Si les bactéries du sol émettent ces odeurs, ce n’est donc pas (que) pour notre plaisir : la production de ces composés aromatiques fait partie intégrante de leur cycle de reproduction. « Les résultats indiquent que la production de géosmine et de 2-MIB fait partie intégrante du processus de sporulation, complétant le cycle de vie de Streptomyces en facilitant la dispersion des spores par les arthropodes du sol », déclarent les experts.

La prochaine fois que vous sentirez la pluie, pensez au microscopique cycle de reproduction qui est en train de se dérouler !

Source : Nature, P. G. Becher et al.

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