Quel rapport entre les protozoaires du sol et l’agriculture ? Micro et Macro font le point sur ces petits êtres à part et leurs fonctions !
1 – Micro-bio : Définition et histoire des protozoaires du sol
2 – Au Microscope : Morphologie et cycle de vie des protozoaires du sol
3 – Biocénose : Place des protozoaires du sol dans le réseau trophique
5 – Envie d’agir ? Favoriser la présence des protozoaires du sol
Qui sont les protozoaires du sol ?
Classification : dans les classifications les plus récentes, les protozoaires forment un règne (au même titre que les animaux, les plantes ou les champignons par exemple). On a décrit 20 000 espèces fossiles et 18 000 espèces vivantes mais on estime les espèces existantes à plus de 60 000. Comme les animaux, ils sont mobiles et se nourrissent d’autres organismes (ils sont hétérotrophes). Par contre, à l’inverse des animaux, ils ne sont composés que d’une seule cellule à noyau (ils sont eucaryotes) !
Localisations : ils vivent exclusivement dans l’eau, dans les sols humides (formes libres) ou à l’intérieur d’un autre organisme (formes parasites). Lorsque les conditions sont défavorables, ils possèdent la capacité à s’enkyster, c’est-à-dire à prendre une forme de stase résistante : ils sont capables de se réactiver ultérieurement lorsque les conditions redeviennent favorables.
Histoire des protozoaires du sol
Les premiers animaux ?
On situe l’apparition des protozoaires il y a 2 milliards d’années à la fin du précambrien. En ces temps géologiques, l’augmentation du taux d’oxygène dans l’atmosphère entraîne la disparition des bactéries (organismes sans noyau, « procaryotes ») qui y sont sensibles et qui laissent la place aux premières cellules à noyau (les eucaryotes). On voit alors apparaître les premiers “animaux” unicellulaires que sont les protozoaires. Le mot « protozoaire » vient du grec ancien « proto » (premier) et « zôon » (animal), bien qu’aujourd’hui ils sont classés dans un règne qui leur est propre, à part du règne animal.
Ils sont découverts en 1674 par Antoni van Leeuwenhoek, commerçant et savant néerlandais, connu pour ses améliorations du microscope et comme étant le précurseur de la microbiologie.
Morphologie des protozoaires du sol
La cellule unique des protozoaires est plus complexe que la cellule animale : pour une taille moyenne de 1 à 600 micromètres (0,6 mm), elle doit à elle seule assumer toutes les fonctions qu’assure un organisme pluricellulaire. Elle possède donc des structures spécialisées (appelées les “organelles”) qui remplissent des fonctions similaires aux organes et aux tissus présents chez les pluricellulaires.
La classification des protozoaires à l’intérieur du règne est complexe et sujette à discussion, on distingue notamment, sur la base du type de locomotion et d’organelles, 3 types de protozoaires libres présents dans le sol.
Les flagellés
Ils se déplacent grâce à des sortes de queues appelées “flagelles”.
Les ciliés
Comme leur nom l’indique, ils sont caractérisés par la présence de nombreux cils.
Les amibes
Ils se déplacent grâce à des déformations de la membrane cellulaire appelées pseudopodes (“pseudo-pieds”).
Le cycle de vie des protozoaires du sol : la nutrition
La plupart des protozoaires ont besoin d’oxygène (ils sont aérobies). Ce dernier est assimilé par simple diffusion au travers de la membrane (c’est un mécanisme passif). Il en va même de même pour les nutriments simples, en solution dans le milieu où ils se déplacent. Le reste de la nutrition est assuré par phagocytose : la cellule englobe la proie à assimiler (principalement des bactéries) pour l’intégrer dans une petite vésicule qui va la digérer. Les déchets produits par cette digestion sont surtout constitués d’azote sous forme ammoniacale (Ammonium NH4+).
Le cycle de vie des protozoaires du sol : la reproduction
Les protozoaires se reproduisent essentiellement par voie asexuée : un seul parent produit plusieurs descendants tous identiques, soit par division cellulaire (un individu se sépare en deux), soit par bourgeonnement (un bourgeon se forme à la surface de l’individu parent et se divise pour donner plusieurs individus).
La reproduction sexuée, plus rare, ne met pas en jeu spermatozoïdes et ovules mais des micro-noyaux spécialisés dans la reproduction.
Place des protozoaires du sol dans le réseau trophique
Revoir notre vision des protozoaires du sol
Tout comme les nématodes, les protozoaires n’ont pas une très bonne réputation. En effet on retrouve dans ce règne le fameux Plasmodium falsiparum responsable du paludisme, mais également certains flagellés qui sécrètent des toxines, et certaines amibes qui peuvent être responsables de la dysenterie.
Et pourtant la majorité des protozoaires libres participent à l’épuration des milieux. On les utilise d’ailleurs dans les stations d’épuration, à travers les processus de boue activée : des bactéries dégradent les composés organiques et sont elles mêmes consommées par des protozoaires. Le bouillon de culture ainsi obtenu acquiert des propriétés physico-chimiques capables de capter divers polluants (c’est un mécanisme de floculation).
Dans un réseau trophique équilibré, les populations de protozoaires pathogènes sont contrôlées par les protozoaires prédateurs de taille plus importante. Il vaut donc mieux favoriser la multiplication des protozoaires plutôt que de tenter de la contrôler, ces derniers se régulant d’eux-mêmes.
Fonctions écologiques des protozoaires du sol
Bien que leur nourriture principale soit constituée de bactéries, les protozoaires participent à la création d’humus (processus d’humification du sol) en absorbant et en dégradant de façon involontaire des composés organiques. Ils ont également un rôle bénéfique sur la présence des autres décomposeurs : on constate qu’un sol sans protozoaires est un sol sans vers de terre ou micro-arthropodes !
Ils régulent les populations bactériennes : dès qu’un processus d’humification s’instaure, un pullulement bactérien va s’initier. La rapidité de multiplication bactérienne fait que leurs populations sont vite en excès par rapport à leur nourriture. Les protozoaires, demeurant dans le sol sous forme de kyste, vont alors se réactiver et manger ces bactéries en excès. En premier arrivent les flagellés : les plus petits, ils sont capables de s’aventurer dans les plus petits interstices du sol (ou se réfugient un grand nombre de bactéries). Ils sont suivis par les ciliés, un peu plus gros, et enfin les amibes. À ce stade les populations bactériennes vont commencer à diminuer, et les plus gros protozoaires, en recherche de nourriture, vont se mettre à consommer leur congénères plus petits, permettant à de nouvelles souches bactériennes, capables de digérer les déchets produits par les souches précédentes, de se développer. On a donc une boucle de rétrocontrôle qui permet de maintenir un niveau de bactéries optimum pour l’équilibre du sol et adapté à l’état de décomposition des matières. Si les protozoaires ne sont pas présents pour accélérer le renouvellement bactérien, le processus d’humification se retrouve fortement ralenti, la succession des bactéries utiles ne pouvant se faire qu’après disparition totale de leur nourriture.
Les protozoaires étant source de nourriture pour les nématodes prédateurs, ils vont favoriser la dominance de ces derniers, diminuant de ce fait le nombre de nématodes s’attaquant aux plantes (les nématodes phytoparasitaires). Ils sont un moyen de contrôle indirect des nématodes : s’ils ne sont pas présents, les nématodes prédateurs ne le seront pas non plus ou en plus faible nombre, ce qui laisse la place libre pour un pullulement des nématodes phytoparasitaires. Ceux-ci finiront par attirer les nématodes prédateurs, faisant également partie de leur alimentation, mais seulement après leur propre établissement, et donc une fois que les dégâts ont été causés.
Enfin, les déchets des protozoaires contiennent une grande part d’azote ammoniacal. En présence de bactéries (à pH neutre ou alcalin), cet ammoniac va être transformé en nitrates directement à proximité des racines des plantes qui attirent toute cette microfaune avec leurs sécrétions (exsudats). Une véritable usine à minéralisation se met ainsi en place à proximité des racines (dans la “rhizosphère”). Ainsi, 80% de l’azote dont une plante a besoin est fourni par les déchets des protozoaires.
Favoriser la présence des protozoaires du sol
Nous l’avons vu ensemble, le cas des protozoaires est particulier du fait qu’ils sont capables de s’enkyster : ils sont ainsi toujours plus ou moins présents, bien qu’inactifs et en nombre variable. Comment les « réactiver » ?
- Assurer une humidité constante au sol : c’est la première condition ! Si l’humidité n’est pas présente, les protozoaires seront incapables de se déplacer. La couverture organique du sol (tontes, pailles, bois, selon les milieux) préservant l’ombre et l’humidité des premiers centimètres est donc indispensable !
- Provoquer un pullulement bactérien : cette seconde condition suit pratiquement la première, puisque les bactéries se nourrissent notamment de résidus végétaux humides !
Qu’en est-il des sols à dominante fongique ?
Il faut savoir que le nombre de bactéries reste globalement constant, que le sol soit à dominante bactérienne ou fongique (qu’on se trouve par exemple dans un jardin, dans une prairie, ou dans une forêt). En fait, cette question se porte essentiellement sur la présence de champignons : étant plus ou moins nombreux, ce sont eux qui déterminent la dominante du sol.
Si votre sol est à dominante fongique, pas besoin donc de s’inquiéter pour la nourriture des protozoaires tant que l’humidité du sol est assurée par une couverture : certaines bactéries vivent très bien en dominante fongique et les protozoaires peuvent aussi se nourrir de champignons !
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PRUVOST G., Les Dossiers de Micro & Macro – Les Protozoaires du sol[en ligne], Chez le Père Magraine, 03/12/2017, 07/06/2018 [consulté le XX/XX/XXXX], disponible sur : https://chezleperemagraine.com/blog/micro-macro-protozoaires-du-sol/
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