Dans sa « carte blanche », Alice Lebreton décrit comment la géosmine, molécule odorante émise par différents micro-organismes du sol, attire certains arthropodes, mais repousse les nématodes.
Une goutte, lourde et tiède, explose dans la poussière d’été. Bientôt un déluge s’abat sur le sol aride, qui reprend vie. Et vous, quand, émergeant de la torpeur caniculaire, vous emplissez vos poumons de cet air humide, sentez-vous l’odeur libérée par la terre sous l’averse ? Cette odeur, nommée pétrichor – un terme forgé en 1964 sur des racines grecques signifiant « sang des pierres » –, provient de la solubilisation par l’eau de pluie, puis de la diffusion sous forme d’aérosols de composés organiques auxquels notre odorat est particulièrement sensible. Le plus répandu et le plus puissant de ces composés, qui sont produits par différents micro-organismes du sol, est la géosmine.
Le grand nombre de micro-organismes capables de synthétiser cette molécule laisse penser qu’elle leur apporte un avantage sélectif notable. Les bactéries du genre Streptomyces entre autres, bien que très diverses, produisent toutes la géosmine. Des biologistes de plusieurs spécialités, collaborant de Suède, du Royaume-Uni, de Hongrie et d’Australie, se sont interrogés sur l’avantage que ces bactéries pourraient en retirer. Dans une étude publiée, en 2020, dans la revue Nature Microbiology, ils ont cherché à déterminer si certaines espèces d’arthropodes du sol étaient attirées par cette substance.
Pour ce faire, ils ont placé en plein champ des pièges adhésifs au centre desquels était cultivée ou non une bactérie productrice de géosmine. A la collecte, ils ont constaté que de petits arthropodes du sol, appelés « collemboles », étaient attirés par cette bactérie, alors que les insectes et araignées ne l’étaient pas. Dans les conditions plus contrôlées du laboratoire, ils ont ensuite offert aux collemboles le choix de s’orienter, à l’intérieur de tubes bifurquant « en Y », vers l’odeur libérée par des bactéries produisant ou non la géosmine et ne différant par aucun autre critère. Les collemboles ont choisi en majorité le côté où ils sentaient la géosmine, permettant de conclure que cette odeur est attirante pour eux.
Rôle des spores
Les chercheurs ont ensuite démontré que l’attraction était bénéfique aussi bien aux bactéries qu’aux collemboles. Ces derniers trouvent en Streptomyces une source de nourriture satisfaisante, qui complète leur régime habituellement composé de champignons. En contrepartie, ils fournissent aux bactéries un transport gratuit au travers des couches superficielles du sol, dans leur tube digestif ou sur leur dos. Pour se préparer aux conditions rudes de l’auto-stop, les Streptomyces ne synthétisent la géosmine qu’au moment où ils passent sous une forme dormante, temporairement inactive et très résistante : les spores. Ces spores survivent à la digestion de l’arthropode, qui les disperse ensuite lors de la défécation. Par ailleurs, la paroi des spores adhère à la cuticule des collemboles, alors que les bactéries actives y collent très peu.
Si ce duo semble à l’unisson, c’est loin d’être un cas général. Les travaux d’une équipe québécoise, publiés dans le numéro d’avril de la revue Applied and Environmental Microbiology, montrent qu’à l’inverse l’odeur de la géosmine est repoussante pour les nématodes (de petits vers du sol). Bien que le composé lui-même ne soit pas toxique, les micro-organismes producteurs de géosmine émettent aussi d’autres substances qui sont, elles, fatales aux nématodes. Les auteurs formulent l’hypothèse que la géosmine joue ici le même rôle d’avertissement contre les prédateurs que les couleurs vives arborées par certains animaux et champignons vénéneux.
Attractive pour les uns, répulsive pour les autres, l’odeur diffusée par la pluie orchestre ainsi la vie de l’écosystème du sol, guidant les interactions entre différents domaines du vivant lorsque la terre s’anime.
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