Plongez dans le monde invisible et découvrez la vie cachée du sol grâce à la métabolomique !
Les vieilles forêts présentent un intérêt majeur du fait de leur biodiversité végétale et microbienne, caractérisée par une forte hétérogénéité spatiale, aérienne et souterraine, liée aux processus écologiques. Les interactions plantes-microbes-sol jouent un rôle clé dans la résistance et la résilience au stress hydrique, un enjeu majeur dans un contexte de changement global.
La Réserve Naturelle de la Forêt de la Massane a été choisie pour cette étude en raison de ses caractéristiques uniques : une hêtraie méditerranéenne située à l’extrême sud de l’aire de répartition de l’espèce, avec des arbres anciens et matures. Elle offre une occasion rare d’étudier la chimie du sol dans un environnement exceptionnellement préservé depuis plus de 150 ans.
Les progrès en chimie analytique et en métabolomique des sols offrent de nouvelles possibilités pour étudier leur composition et leur évolution. Ces analyses permettent de cartographier les « paysages chimiques » du sol et de suivre leurs changements. La métabolomique non ciblée, qui explore de manière globale les profils métaboliques dans les sols, est un outil puissant pour mieux comprendre le fonctionnement des écosystèmes forestiers.
Métabolomique : késako ?
Les profils métaboliques correspondent à l’ensemble des petites molécules chimiques (appelées métabolites) présentes dans le sol à un moment donné. Ces molécules sont produites par :
• Les plantes : racines, exsudats (sucres, acides organiques, composés aromatiques…)
• Les micro-organismes : bactéries, champignons, etc.
• La décomposition de la matière organique : feuilles mortes, bois, humus
Ces métabolites peuvent inclure des acides aminés, sucres, acides organiques, enzymes, composés secondaires…
À quoi ça sert de les analyser ?
• Comprendre les interactions plantes-microbes-sol,
• Suivre la santé et la fertilité du sol,
• Étudier la réponse de l’écosystème aux stress (sécheresse, pollution…),
• Décrire le « paysage chimique » du sol, c’est-à-dire la diversité et la répartition des molécules dans un endroit donné.
En résumé : le profil métabolique est comme une photo chimique instantanée du sol, qui reflète son activité biologique et son état fonctionnel.
Dans cette perspective, des travaux ont été réalisés depuis 2022 au Laboratoire de Biodiversité et Biotechnologies Microbiennes (LBBM – OOB), permettant la mise en place d’un protocole d’étude du métabolome du sol forestier afin d’en examiner les variations aux échelles spatiales et temporelles. Les premiers résultats obtenus ont été communiqués à l’occasion du Colloque des 50 ans de la RNNM, et font l’objet d’un article (Rodrigues et al., Vie et Milieu, numéro spécial 50 ans, in press).
Cette première phase a permis la constitution d’une collection d’échantillons de sol et d’extraits associés, entre octobre 2022 et novembre 2024, couvrant ainsi une période de sécheresse très marquée dans le département des Pyrénées-Orientales.
La poursuite de l’échantillonnage, dans le cadre d’un contrat doctoral mené par Martin Eymery, sous la direction de E. Houël & D. Stien, 2025-2028, permettra notamment d’établir une comparaison entre l’état de la forêt au démarrage de la sécheresse et son état actuel après la reprise des pluies. La première partie du travail de thèse concernera l’étude des variations spatiales du métabolome du sol dans des zones de la réserve, caractérisées par des peuplements et faciès forestiers différents. La seconde partie portera sur le suivi de la dynamique du métabolome au cours du temps.
Faciès forestiers : késako ?
Un faciès forestier désigne simplement l’aspect ou le type particulier d’un peuplement forestier, en décrivant une portion de forêt en fonction de ses caractéristiques visibles et écologiques. Cela peut inclure :
• La composition en espèces (hêtres, chênes…),
• La densité et la hauteur des arbres,
• La structure verticale,
• L’état de maturation,
• Les conditions du sol ou micro-habitats particuliers.
Dans la forêt de la Massane, un faciès forestier peut correspondre à une zone où les hêtres dominent, avec un sous-bois clair et une grande homogénéité d’âge, tandis qu’une autre zone peut avoir un mélange de hêtres et de chênes, des arbres plus dispersés et un sous-bois plus dense.
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