Les scientifiques ont découvert qu’au cours des 41 000 dernières années, les communautés virales ont varié considérablement entre les périodes climatiques froides et chaudes. Des structures de glace massives telles que les glaciers servent de congélateurs à la nature, archivant les enregistrements des climats et des écosystèmes passés, y compris les virus. Une équipe de microbiologistes et de paléoclimatologues étudiant d’anciens micro-organismes, notamment des virus, conservés dans la glace des glaciers, étudie l’interaction des virus et de leurs habitats dans les carottes de glace du glacier Ghulia, sur le plateau tibétain.
En reliant les génomes d’anciennes communautés virales à des conditions climatiques spécifiques préservées dans la glace glaciaire, une étude récemment publiée donne un aperçu de la façon dont ces virus se sont adaptés au climat changeant de la Terre au cours des 41 000 dernières années.
Premièrement, les métagénomes – des collections de génomes qui capturent le contenu génétique total de tous les micro-organismes présents dans les échantillons environnementaux – ont été utilisés pour reconstruire les génomes viraux à partir de neuf intervalles de temps distincts dans la carotte de glace de Gulia. Ces horizons temporels couvrent trois cycles majeurs du froid au chaud, offrant une occasion unique d’observer comment les communautés virales ont changé en réponse à différentes conditions climatiques.
Les scientifiques ont reconstruit le génome d’environ 1 705 types de virus, multipliant par plus de cinquante le nombre d’anciens virus connus conservés sur le glacier.
Seulement environ un quart des espèces virales détectées partageaient des similitudes au niveau de l’espèce avec l’un des virus identifiés dans les près de 1 000 métagénomes précédemment enregistrés dans les ensembles de données mondiaux. La plupart de ces espèces qui se chevauchent provenaient également du plateau tibétain. Cela suggère qu’au moins certains des virus conservés dans le glacier Gulia sont originaires localement de la région, mais cela suggère également l’absence relative de virus glaciaires dans les bases de données disponibles.
L’une des principales conclusions était que les communautés virales différaient considérablement entre les périodes climatiques froides et chaudes. La communauté d’espèces virales la plus distincte sur le glacier est apparue il y a environ 11 500 ans, coïncidant avec la transition majeure entre le dernier stade glaciaire et l’Holocène. Ceci propose que les conditions climatiques uniques pendant les périodes froides et chaudes aient eu un impact profond sur la composition des communautés virales. Ces influences étaient probablement causées par des virus provenant d’autres endroits, apportés par les changements de régime des vents et soumis aux pressions de sélection dues aux changements de température sur le glacier.
Ensuite, ils ont déterminé comment les virus interagissent avec leurs hôtes. Pour ce faire, des modèles informatiques ont été utilisés pour comparer les génomes viraux avec les génomes d’autres microbes également présents dans cet environnement. Les virus infectent séquentiellement Flavobacterium, un genre de bactérie que l’on trouve couramment dans les environnements glaciaires.
Apparemment, les virus du glacier Gulia doivent «voler» les gènes de leurs hôtes afin de manipuler leur métabolisme. Les génomes viraux codaient pour 50 gènes métaboliques accessoires liés au métabolisme, notamment à la synthèse et à la dégradation des vitamines, des acides aminés et des glucides. Certains de ces gènes étaient communs aux neuf moments étudiés, ce qui suggère qu’ils aident les hôtes microbiens à faire face aux conditions difficiles de la surface des glaciers et à améliorer ainsi la condition physique du virus.
Ainsi, les virus non seulement infectent et tuent les cellules, mais altèrent également probablement la condition physique de leurs hôtes pendant l’infection, ce qui affecte à leur tour leur capacité à survivre aux environnements glaciaires extrêmes.
Comprendre ces interactions anciennes offre une opportunité unique pour les recherches futures en virologie et en climatologie. En étudiant la manière dont les virus anciens ont réagi aux changements climatiques passés, les chercheurs peuvent obtenir des informations précieuses sur la manière dont les virus s’adaptent aux changements climatiques mondiaux actuels. La glace glaciaire, qui préserve les informations sur les micro-organismes et leurs écosystèmes au fil du temps dans chaque couche, reste une ressource essentielle pour étudier l’histoire du climat terrestre et la vie qu’il a soutenue, d’autant plus que les réserves de glace glaciaire diminuent rapidement.
