Des recherches menées par des microbiologistes en Chine et en Allemagne ont confirmé ce que de nombreux jardiniers savaient déjà par expérience : les deux faces d’une feuille sont des environnements bien distincts. C’est important car, malgré leur petite taille, les feuilles, prises collectivement, représentent une surface immense. À quel point ? Yin et ses collègues affirment dans leur nouvelle étude que la surface totale d’une feuille équivaut à environ deux fois la surface de la Terre, un habitat gigantesque pour les microbes. Et la moitié de cet habitat se trouve sur la face inférieure. Les jardiniers savent que c’est sur cette face que se cachent les pucerons, mais jusqu’à récemment, les scientifiques étudiant les microbes présents sur les feuilles considéraient la feuille comme un tout. Or, Yin et ses collègues ont examiné les populations bactériennes sur les deux faces des feuilles et ont découvert deux communautés différentes de chaque côté.
Ce n'est pas surprenant : les deux faces d'une feuille subissent deux expériences environnementales différentes. La face supérieure est exposée au vent, à la pluie et au soleil, tandis que la face inférieure est abritée et ombragée. Les feuilles se développent pour s'adapter à ces conditions ; généralement, la face supérieure est plus résistante à l'eau, tandis que la face inférieure abrite les pores. stomates, qui permettent à l'air d'entrer et de sortir des feuilles. Ce qui est gênant pour moi, dans ce cas précis, Quercus robur Les arbres échantillonnés par l'équipe présentaient des faces inférieures plus hydrofuges au niveau des stomates, ce qui pourrait expliquer les différences observées dans cette expérience par rapport à une plante typique.
Une autre différence par rapport aux études précédentes réside dans le fait que l'équipe n'a pas seulement prélevé un ou deux échantillons de feuilles. Elle a suivi des feuilles pendant toute une saison. Cela lui a permis d'observer l'effet des facteurs qui changeaient et de ceux qui restaient constants. Une fois qu'une feuille a poussé, certains facteurs sont stables, comme sa taille, sa forme et le nombre de nervures. Mais au cours d'une saison, d'autres choses évoluent, comme la pigmentation ou l'hydratation.
L'expérience s'est déroulée dans la forêt ouverte de Marbourg, en Allemagne, à environ une heure et demie au nord de Francfort. Une douzaine de personnes y ont participé. rametsDes boutures de chênes génétiquement identiques ont été plantées dans un jardin commun, au sein d'une clairière. L'identité génétique et l'emplacement ne permettent pas d'expliquer les différences observées au niveau des feuilles. Les feuilles à prélever pour analyse bactériologique ont été marquées à l'aide d'anneaux en plastique de couleurs différentes, ce qui a permis de suivre les mêmes feuilles tout au long de la saison, plutôt que de prélever un échantillon sur une feuille différente à chaque fois.
Ces prélèvements répétés peuvent s'avérer à la fois bénéfiques et néfastes. Certes, on obtient des données de la même feuille à chaque fois, mais, à chaque prélèvement, risque-t-on d'éliminer la communauté bactérienne qui y vit ? Si tel est le cas, on mesure alors l'effet de la régénération après chaque prélèvement. C'est pourquoi l'équipe a également effectué un prélèvement de référence sur une feuille adjacente en septembre afin de comparer les résultats obtenus avec ceux des prélèvements répétés.
Une autre explication possible de ces différences pourrait être l'exposition au soleil, l'irradiation continue de la face supérieure des feuilles par la lumière solaire. L'équipe a donc également ombragé certains arbres pour observer si cela modifiait les résultats obtenus sur les deux faces d'une même feuille.
Ils ont constaté que les deux versants présentaient des communautés bactériennes différentes, toutes deux dominées par le même grand groupe de bactéries, mais dans des proportions sensiblement différentes. Les saisons ont eu un impact plus important sur la variation, mais ces deux facteurs étaient négligeables par rapport aux différences entre les arbres et aux variations aléatoires observées dans les résultats. L'intérêt de cette étude réside dans la manière dont cette évolution de la diversité s'est manifestée à l'arrivée de l'automne.
La diversité bactérienne sur la face supérieure de la feuille est restée globalement stable. En revanche, la face inférieure a connu une évolution différente. Au printemps, la communauté bactérienne y était aussi diversifiée que sur la face supérieure, mais cette diversité a diminué au fil de la saison, comme si les bactéries étaient filtrées. Le plus surprenant est que la face inférieure a fini par partager davantage d'espèces avec la face supérieure, mais avec un éventail plus restreint.
Une explication possible de cette différence pourrait résider dans la manière dont les bactéries présentes sur la face inférieure des feuilles y sont arrivées. On observe des traces d'insectes sur cette face. Sur la face supérieure, plusieurs genres bactériens prospèrent. La liste comprend : Déinocoque, un genre réputé pour sa capacité à survivre à de fortes radiations. Les bactéries de la face supérieure sont difficiles à éliminer. Certaines bactéries de la face inférieure sont opportunistes et comprennent des genres comme leuconostoc, qui fermente les sucres. Ils ont également trouvé Buchnera et PortieraCe sont des bactéries qui vivent dans les pucerons et les aleurodes. Elles ne vivent pas sur les feuilles ; leur ADN provient donc probablement d'écouvillons ayant prélevé des bactéries mortes. Si vous trouvez ces bactéries sur une feuille, elles ont très probablement été déposées par des insectes.
L'un des résultats les plus surprenants a été l'absence de différence entre les échantillons ombragés et ceux exposés au soleil. Étant donné que la lumière du soleil rend la face supérieure des feuilles difficile à développer, on s'attendrait à ce que les plantes placées à l'ombre présentent des différences au niveau de leurs feuilles. Or, ce ne fut pas le cas. Les raisons de ce phénomène restent obscures. Les auteurs suggèrent que l'ombrage était peut-être insuffisant, mais ils estiment plus probable que les propriétés physiques des différentes faces de la feuille soient le facteur principal.
Les résultats concernent uniquement les bactéries ; les champignons ont été exclus de l’étude. Ils soulignent néanmoins la complexité des habitats que constituent les forêts, les champs et votre jardin. Si la face supérieure des feuilles est exposée au même ensoleillement, leur face inférieure reflète les conditions locales et l’état de la plante. Ce que les auteurs omettent de préciser, c’est que traiter les feuilles comme un seul élément à traiter contre les parasites ou les champignons revient à ignorer une grande partie des interactions écologiques entre les plantes et les organismes qui y vivent. Or, cela semble découler de leurs travaux.
L'importance de ce phénomène dépasse largement le simple problème des pucerons sur vos rosiers. Les microbes présents sur les plantes font partie d'un système d'équilibres et de régulation. Certains contribuent à la fixation de l'azote, d'autres influent sur le cycle du carbone. Certains sont des pathogènes susceptibles de nuire à une plante, tandis que d'autres peuvent lui rendre service. Il s'agit d'une communauté complexe, comme le soulignent Yin et ses collègues. une étude antérieure de Smets et ses collègues Nous avons obtenu des résultats assez différents des leurs.
Smets et al. ont identifié les taxons centraux à partir des distributions d'abondance-occupation sur des jeux de données raréfiés, tandis que nous avons appliqué un seuil d'occurrence de 90 %, ce qui peut conduire à des interprétations différentes de la composition de la communauté centrale. De plus, le regroupement de données provenant de plusieurs espèces à un même moment peut masquer les dynamiques spécifiques à chaque espèce et saisonnières, en particulier lorsque l'intensité et la direction de la divergence entre les surfaces supérieure et inférieure varient au cours du temps. Enfin, les feuilles des différentes espèces se trouvent à différents stades de développement, ce qui complique les comparaisons interspécifiques.
Ainsi, Yin et ses collègues avancent une hypothèse intéressante : définir précisément la communauté bactérienne centrale et apprendre à l’échantillonner permettrait de mieux comprendre les interactions au sein de cette communauté. Peut-être qu’à l’avenir, les rendements agricoles s’amélioreront non seulement grâce à la culture en plein champ, mais aussi grâce à la culture de bactéries sur les feuilles.
LIRE L'ARTICLE
Yin, X., Ramirez, L., Lampei, C., Azarbad, H., Greif, D., Martiné, E., Liu, C., Kong, F., Ang, L., Herrmann, S., Opgenoorth, L. et Bader, M.(2026) Les communautés bactériennes sur les surfaces supérieures et inférieures des feuilles présentent des schémas de réponse saisonniers distincts. New Phytologist. Disponible à l'adresse: https://doi.org/10.1111/nph.71483.
Image de couverture: Quercus robur by lalalara / iNaturaliste CC BY-NC
