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Le Monde Caché des Champignons Aspergillus

Explorer les rôles et les impacts des champignons Aspergillus à l'échelle mondiale.

Olivia L. Riedling, Kyle T. David, Antonis Rokas

― 9 min lire


Aspergillus : Les menaces Aspergillus : Les menaces cachées des champignons la santé et l'environnement. Découvre les impacts d'Aspergillus sur
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Aspergillus est un gros groupe de champignons qu'on peut trouver presque partout sur Terre. Ce sont des champignons filamenteux, donc ils ont des structures longues et en fil. Ce groupe comprend environ 450 espèces différentes. On peut les trouver dans des endroits comme le sol, l'air, et même dans l'eau. Certains aiment le froid dans l'Arctique, tandis que d'autres vivent sur des plantes ou même à l'intérieur des animaux.

Ces champignons jouent plein de rôles importants dans nos vies. Certaines espèces d'Aspergillus sont utilisées en médecine pour fabriquer des médicaments qui abaissent le cholestérol, tandis que d'autres sont utilisées dans la production alimentaire pour fermenter des produits comme la sauce soja. Ils sont même utilisés dans l'industrie cosmétique ! Cependant, toutes les espèces d'Aspergillus ne sont pas sympas. Certaines peuvent gâcher la nourriture, causer des maladies chez les plantes, et même entraîner des problèmes de santé chez les humains et les animaux.

Un groupe diversifié de champignons

Le groupe Aspergillus est connu pour sa grande variété de modes de vie. Certaines espèces d'Aspergillus se nourrissent de matière organique morte, tandis que d'autres vivent à l'intérieur de plantes saines. Quelques-unes peuvent même causer des maladies chez les plantes, les animaux, et les humains. Par exemple, Aspergillus niger et Aspergillus flavus se trouvent souvent dans des produits agricoles gâtés comme les noix et les fruits. Certains de ces champignons produisent des substances nocives appelées Mycotoxines, qui peuvent être très mauvaises pour la santé.

Les espèces d'Aspergillus peuvent causer des maladies chez les humains, connues sous le nom d'aspergillose. Cette infection peut apparaître dans plusieurs parties du corps, comme les poumons et la peau. Chaque année, elle touche plus d'un million de personnes à travers le monde. Une des formes les plus dangereuses de cette infection s'appelle l'aspergillose invasive, principalement causée par Aspergillus fumigatus et quelques autres.

Distribution et habitats

Les espèces d'Aspergillus se trouvent dans de nombreux environnements différents, ce qui les rend assez adaptables. Des recherches ont montré qu'il existe des motifs liés au climat qui affectent leur distribution. Par exemple, certaines études ont examiné comment la température et les précipitations influencent où ces champignons prospèrent. Cependant, les motifs globaux de la distribution des espèces d'Aspergillus ne sont toujours pas entièrement compris.

Plusieurs bases de données ont été créées pour collecter des informations sur différents champignons, y compris l'Aspergillus. Ces bases de données aident les scientifiques à étudier où ces champignons se trouvent et comment ils se rapportent aux facteurs environnementaux. En utilisant des algorithmes prédictifs, les chercheurs peuvent estimer où différentes espèces d'Aspergillus pourraient être trouvées en se basant sur des données climatiques.

Objectif de la recherche

Le but des recherches récentes était d'analyser la distribution géographique et la diversité des espèces d'Aspergillus qui sont importantes pour la médecine et la biotechnologie. En étudiant 30 542 dossiers sur les 176 espèces trouvées, les chercheurs cherchaient à mieux comprendre comment ces espèces se répartissent dans différents environnements.

De plus, ils ont combiné ces données avec des modèles climatiques futurs pour voir comment les changements climatiques pourraient impacter la distribution des espèces d'Aspergillus. Leurs résultats visent à mettre en lumière quels facteurs influencent où les espèces d'Aspergillus peuvent vivre et comment elles pourraient réagir au changement climatique.

Points chauds de la richesse des espèces

En regardant où les espèces d'Aspergillus sont les plus abondantes, les chercheurs ont découvert que les zones les plus riches sont souvent des forêts chaudes, humides et tempérées. Ils ont cartographié les données collectées de différents lieux, qui ont révélé que des points chauds de haute richesse se trouvent dans des endroits comme le sud-est de l'Europe et le sud-est de l'Asie.

Étonnamment, les zones avec beaucoup d'espèces se trouvent généralement dans des régions connues pour leur biodiversité et des températures stables. D'autres régions, comme certaines parties des États-Unis et de l'Australie, montrent une richesse modérée en espèces, ce qui pourrait être dû à des variations saisonnières plus marquées du climat.

Pour vérifier d'éventuels biais d'échantillonnage, les chercheurs ont comparé le nombre d'échantillons collectés dans chaque zone à la richesse prédite des espèces. Certaines zones étaient prédites comme ayant une haute Richesse en espèces, même avec relativement peu d'échantillons collectés. Cela suggère que les chercheurs pourraient avoir négligé certaines zones riches en espèces.

Biomes et classes climatiques

Les espèces d'Aspergillus se répartissent dans 15 biomes différents, les forêts méditerranéennes étant les plus riches en espèces. Ce biome comprend des régions comme la Californie et l'Afrique australe, caractérisées par des étés chauds et secs et des hivers frais et humides.

La recherche a également examiné la richesse moyenne des espèces dans différentes classes climatiques. Étonnamment, l'étude a trouvé que la richesse en espèces était plus élevée dans les zones tempérées. Cette découverte est contraire au schéma habituel observé chez de nombreuses plantes et animaux, qui prospèrent généralement dans les régions tropicales.

Influences environnementales sur la richesse des espèces

Pour mieux comprendre ce qui influence l'abondance d'Aspergillus, les chercheurs ont examiné plusieurs facteurs écologiques. L'analyse a montré que certaines zones environnementales, types de sol et végétation sont des contributeurs significatifs à une plus grande richesse en espèces.

Ils ont également noté que les activités humaines impactent ces champignons. Les zones avec une influence humaine plus prononcée pourraient offrir de nouvelles opportunités pour l'Aspergillus de prospérer, que ce soit positivement ou négativement. La recherche suggère que les changements naturels et induits par l'homme façonnent les endroits où ces champignons peuvent vivre.

Variabilité dans les gammes des espèces

Les chercheurs ont constaté qu'il y a beaucoup de variations dans les gammes des différentes espèces d'Aspergillus. En moyenne, chaque espèce occupe environ 2 % des régions mondiales, certaines ayant des gammes plus larges tandis que d'autres restent dans des environnements spécifiques.

Par exemple, Aspergillus sigurros et Aspergillus flocculosus avaient les plus grandes gammes prédites, tandis que des espèces comme Aspergillus lucknowensis restaient dans des zones plus petites et localisées.

Cette variation soulève la question de savoir si le nombre d'enregistrements d'occurrence dans les données d'entraînement est lié aux tailles des gammes des espèces. L'analyse a montré une faible corrélation négative, ce qui signifie que les espèces avec moins d'enregistrements pourraient potentiellement avoir des gammes plus grandes, mais cet effet est mineur par rapport aux facteurs écologiques.

Gammes qui se chevauchent parmi les espèces

Étant donné que de nombreuses espèces d'Aspergillus partagent des habitats, les chercheurs voulaient savoir dans quelle mesure leurs gammes se chevauchent. En calculant l'Indice de Jaccard, une mesure de similarité, ils ont examiné combien de fois les espèces vivaient dans les mêmes zones.

La plupart des espèces montraient un chevauchement limité, avec peu de paires ayant des gammes significativement partagées. Ce faible chevauchement pourrait être dû à la compétition pour les ressources, ce qui conduit à moins d'espèces coexistant dans les mêmes endroits.

Facteurs environnementaux

L'étude a également examiné les facteurs environnementaux qui déterminent les distributions d'Aspergillus. Certaines des variables les plus importantes comprenaient les classifications climatiques, les zones écologiques et floristiques, et l'impact humain. Ces résultats suggèrent que les variations climatiques, de végétation et de sol jouent un rôle crucial dans la détermination des endroits où les espèces d'Aspergillus peuvent prospérer.

Réponses au changement climatique

Alors que le changement climatique nous menace, les chercheurs ont cherché à prédire comment les espèces d'Aspergillus pourraient réagir. En affinant leurs modèles, ils cherchaient à voir comment les changements de température et de conditions affectent la distribution de ces champignons au fil du temps.

Étonnamment, beaucoup d'espèces devraient connaître un déclin de leurs gammes dans divers scénarios climatiques, certaines montrant des expansions potentielles, même si celles-ci pourraient être marginales. Cette variabilité indique que chaque espèce réagit différemment au changement climatique, certaines s'adaptant mieux que d'autres.

Pathogènes majeurs et mineurs

En étudiant l'impact du changement climatique, les chercheurs se sont concentrés sur des pathogènes majeurs comme Aspergillus fumigatus et Aspergillus flavus. Leurs résultats suggèrent que les gammes de ces pathogènes majeurs pourraient légèrement diminuer avec le temps, surtout sous des conditions de changement climatique sévères.

Inversement, plusieurs pathogènes mineurs semblent avoir un déclin plus constant de leurs gammes prédites. Les résultats indiquent que même si certaines espèces sont prédites pour changer leur distribution, les zones qu'elles occupent peuvent rester relativement stables.

Implications pour la recherche future

L'étude sur les distributions d'Aspergillus a plusieurs implications importantes pour la recherche future. Alors que les conditions climatiques changent, comprendre comment ces champignons évoluent et s'adaptent à leurs environnements sera crucial. Ces insights peuvent aider à prédire d'éventuels risques pour la santé, surtout que certains champignons qui prospèrent dans des climats plus chauds pourraient devenir plus prédominants.

L'hypothèse selon laquelle les espèces continueront à occuper les mêmes niches écologiques pourrait ne pas être vraie si elles s'adaptent en réponse aux changements environnementaux. Des observations sur d'autres champignons montrent qu'ils peuvent rapidement acquérir des mutations pour croître à des températures plus élevées.

Conclusion

En résumé, les espèces d'Aspergillus sont un groupe de champignons très diversifié et adaptable qu'on trouve partout dans le monde. Leurs rôles dans les industries et les écosystèmes sont significatifs, mais ils présentent aussi des risques pour la santé et l'agriculture. La recherche sur leur distribution a révélé des motifs de biodiversité qui s'écartent des attentes traditionnelles, soulignant le besoin de davantage d'études, surtout alors que le changement climatique impacte notre monde.

Les champignons ne sont peut-être pas la première chose qui vous vient à l'esprit quand vous pensez aux merveilles de la nature, mais ils méritent autant d'attention que les animaux et plantes plus charismatiques. Donc, la prochaine fois que vous croisez un champignon, rappelez-vous que ce n'est pas juste un joli chapeau ; il pourrait appartenir au fascinant monde de l'Aspergillus !

Source originale

Titre: Global patterns of species diversity and distribution in the biomedically and biotechnologically important fungal genus Aspergillus

Résumé: Aspergillus fungi are key producers of pharmaceuticals, enzymes, and food products and exhibit diverse lifestyles, ranging from saprophytes to opportunistic pathogens. To improve understanding of Aspergillus species diversity, identify key environmental factors influencing their geographic distributions, and estimate the impact of future climate change, we trained a random forest machine learning classifier on 30,542 terrestrial occurrence records for 176 species ([~]40% of known species in the genus) and 96 environmental variables. We found that regions with high species diversity are concentrated in temperate forests, which suggests that areas with mild seasonal variation may serve as diversity hotspots. Species range estimates revealed extensive variability, both within and across taxonomic sections; while some species are cosmopolitan, others have more restricted ranges. Furthermore, range overlap between species is generally low. The top predictors of mean species richness were the index of cumulative human impact and five bioclimatic factors, such as temperature and temperate vs non-temperate ecoregions. Our future climate analyses revealed considerable variation in species range estimates in response to changing climates; some species ranges are predicted to expand (e.g., the food spoilage and mycotoxin-producing Aspergillus versicolor), and others are predicted to contract or remain stable. Notably, the predicted range of the major pathogen Aspergillus fumigatus was predicted to decrease in response to climate change, whereas the range of the major pathogen Aspergillus flavus was predicted to increase and gradually decrease. Our findings reveal how both natural and human factors influence Aspergillus species ranges and highlight their ecological diversity, including the diversity of their responses to changing climates, which is of relevance to pathogen and mycotoxin risk assessment.

Auteurs: Olivia L. Riedling, Kyle T. David, Antonis Rokas

Dernière mise à jour: 2024-12-03 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.29.626055

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.29.626055.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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