Critique de livre : « Le Voyage du Sorcier II » – Échantillonnage de microbes dans les océans du monde
Par Pat Reber
Si vous voulez voir comment les océans de la Terre réagissent au réchauffement climatique, quoi de mieux que de faire le tour du monde à la voile pendant 15 ans – et de vous amuser un peu ?
Le Voyage du Sorcier II: L’expédition qui a percé le secret du microbiome de l’océan, par J. Craig Venter et David Ewing Duncan. The Belknap Press de Harvard University Press, 302 pages, 27,95 $.
J. Craig Venter, le biochimiste et généticien qui a dirigé l’une des premières ébauches de séquences du génome humain en 2000, a transformé son yacht Sorcerer II en navire de recherche flottant trois ans plus tard. Lui et son équipage ont entrepris d’évaluer la diversité génétique au sein des communautés microbiennes marines : la vie des bactéries, des virus, des protéines, du phytoplancton et d’autres espèces minuscules présentes dans les eaux terrestres qui maintiennent la santé de la planète.
Le phytoplancton et d’autres microbes produisent au moins la moitié de l’oxygène de la planète. Ils absorbent par photosynthèse environ 25 à 30 pour cent du dioxyde de carbone de l’atmosphère. L’objectif de Venter était d’établir la première base de données mondiale sur le microbiome. L’importance de sa quête sera évidente pour quiconque s’intéresse au rôle vital que jouent les océans pour toute vie sur notre planète.
Lorsque Venter a annoncé son projet, les regards se sont tournés vers sa comparaison de son voyage avec les voyages au XIXe siècle de l’un des scientifiques les plus célèbres du monde, Charles Darwin, sur le HMS Beagle.
Mais ses prétentions en tant que pionnier aventureux résistent à un examen minutieux. Le parcours personnel de Venter a commencé en tant que membre de la Marine pendant la guerre du Vietnam. Son expérience là-bas l’a inspiré à séquencer plus tard le génome de chaque microbe pathologique – paludisme, tuberculose, choléra, hépatite, méningite – qu’il avait rencontré chez les soldats américains combattant au Vietnam. Il a également contribué au séquençage de la bactérie de la méningite B, ce qui a contribué au développement du premier vaccin contre la méningite B.
Dans Le Voyage du Sorcier II, Venter « voit grand avec petit ». Au cours des voyages de l’équipe à travers le monde, ils capturent les microbes en faisant passer 200 litres d’eau de mer à travers une série de filtres délicatement raffinés à chaque arrêt, en les congelant et en les renvoyant à l’Institut J. Craig Venter à LaJolla, en Californie, pour des « fusils de chasse ». séquençage. »
Le séquençage métagénomique par fusil de chasse consiste à découper un matériau source complexe – dans ce cas, la matière microbienne présente sur les filtres – en petits morceaux et à utiliser des ordinateurs pour identifier les brins d’ADN qui se chevauchent afin de réassembler les génomes individuels. Le traitement au fusil de chasse d’un matériau aussi complexe a commencé avec l’analyse des microbes trouvés dans la mer des Sargasses lors de la circumnavigation de Sorcerer II entre 2003 et 2006. Cela est désormais considéré comme l’un des principaux moteurs de ce qui est devenu la métagénomique moderne.
La plupart des gens savent que les calottes glaciaires fondent et que les océans se réchauffent. Rien qu’en juillet, les températures ont dépassé 100 degrés F dans les eaux au large de la Floride. Venter voulait voir l’effet sur le phytoplancton vivant près de la surface, où le flux normal de nutriments provenant des profondeurs de l’eau – ce qu’on appelle la pompe biologique du carbone océanique – pourrait être interrompu en raison de l’augmentation des températures. Cette évolution pourrait affamer certaines variétés de phytoplancton, réduisant ainsi l’absorption du dioxyde de carbone responsable du réchauffement climatique.
L’expédition a parcouru tous les principaux océans et mers de la Terre et a prélevé des échantillons au-dessus du cercle polaire arctique et en Antarctique, où ils ont trouvé du plancton accroché à la face inférieure de la glace, protégé du krill antarctique, qui adore le manger. Venter et son équipage ont plongé dans l’écoulement des deltas fluviaux pour sonder l’effet de la pollution humaine sur les eaux.
Ce que Venter a découvert au cours de sa mission renforce sa conviction de « l’urgence » de cataloguer ce qui existe actuellement et « comment cela évoluait, pour établir une base de connaissances scientifiques fondamentales ». Sa conclusion concernant notre complaisance à l’égard de la résilience de la nature est alarmante : « La plupart d’entre nous ont une vision du monde tellement centrée sur l’humain, comme si la Terre avait été faite pour nous et qu’elle continuerait à nous soutenir, peu importe ce que nous imposons à l’environnement. Même certains biologistes ont tendance à se concentrer sur l’environnement qui soutient les humains comme s’il était gravé dans la pierre, ou s’il s’agissait de l’étalon-or de ce qu’est la vie, ce qui est désastreusement faux.
Venter est également un homme d’affaires diplômé en biochimie et en pharmacologie, qui n’a pas caché son espoir que les expéditions sur Sorcerer II permettront d’identifier des microbes susceptibles de fournir des sources d’énergie alternatives ou des avantages médicaux. Il est le fondateur, président et PDG du J. Craig Venter Institute, un organisme de recherche à but non lucratif. Il est cofondateur des sociétés de biotechnologie Celera, Synthetic Genomics et Human Longevity. En mai 2010, Synthetic Genomics – au milieu des expéditions océaniques de Venter – a soulevé des préoccupations éthiques en annonçant que son équipe était la première à réussir à créer une « vie synthétique » en produisant une bactérie unicellulaire. La possibilité que les expéditions de Venter puissent trouver des microbes financièrement exploitables a donné lieu à des accusations de «biopiraterie» d’au moins un groupe environnemental. Certains des pays dans les eaux desquels il pêchait exigeaient un permis pour effectuer l’échantillonnage.
Par exemple, l’aventure de Venter dans la mer des Sargasses – longtemps déclarée désert biologique – était alarmante pour les Bermudes. L’excursion a produit une image surprenante de la diversité du microbiome, comprenant 148 espèces de bactéries inédites, ce qui a dérouté ses opposants. « Ici, nous avons découvert plus d’un million de gènes dans l’eau des Bermudes », écrit Venter, « et l’implication aux Bermudes était que nous breveté (c’est nous qui soulignons) un million de gènes. Mais l’équipe n’a rien breveté. Tout est tombé dans le domaine public.
Le Brésil a insisté pour que le matériel microbien trouvé dans ses eaux soit analysé dans ses propres laboratoires. L’Équateur a fait part de ses préoccupations concernant la recherche autour des îles Galapagos. Plus de 15 pays ont demandé des permis pour l’échantillonnage de Venter, une liste comprenant le Mexique, le Panama, la Grande-Bretagne, l’Allemagne et la Suède.
Beaucoup de Le Voyage du Sorcier II se concentre sur des questions scientifiques détaillées plutôt que sur des questions politiques/économiques. Il y a des références aux nombreux articles de journaux que les expéditions ont déjà produits. Autre défi pour le non-scientifique : l’implication dans le livre du co-auteur de Venter, David Ewing Duncan, un écrivain scientifique. Il est parfois difficile de déterminer quelle voix parle.
Pourtant, Duncan donne également vie aux journaux de Sorcerer II. On sent qu’une aventure est en marche. Alors que les membres de l’équipe explorent la glace de l’Antarctique, ils sont surpris par les phoques de Weddell qui surgissent pour respirer à travers les trous de recherche. Les manchots empereurs se rassemblent pour les regarder travailler. En Suède, Venter invite le roi Carl XVI Gustaf à bord pour prendre un verre et le scientifique rejoint l’un des bateaux participant à la Volvo Ocean Race (anciennement Whitbread Around the World race) qui se déroule à l’arrivée du Sorcerer II à Stockholm.
Au début d’un de ses voyages, l’équipage s’arrête pour déguster une part de tarte aux bleuets dans la baie de Fundy. Jeff Hoffman, scientifique à bord de la plupart des expéditions, se jette à l’eau en 2010 pour rejoindre la natation du bicentenaire Byron Hellespont à Çanakkale, en Turquie.
De 2003 à 2018, Sorcerer II a parcouru 65 000 milles marins en explorant les océans Pacifique, Indien et Atlantique, ainsi que les mers Baltique, Méditerranée, Égée et Noire. Au cours de cette période, le navire a rencontré des vents violents et une mer agitée. Il nécessitait des travaux de maintenance périodiques de plusieurs mois à quai.
L’équipe a extrait un total de 477 échantillons, dont 147 pris lors de la circumnavigation de 2003 à 2006, et 218 autres échantillons prélevés sur terre, comme ceux obtenus dans l’Arctique et l’Antarctique. Voici un seul résultat concret : l’échantillonnage effectué par l’équipe dans l’Antarctique a produit une première analyse de la bactérie soufrée verte Chlorobiaceae, qui joue un rôle important dans le cycle du carbone et du soufre à l’échelle mondiale. Le premier article scientifique de l’équipe, publié en 2007 sous le titre Collection de métagénomique océanique, s’est concentré sur les 41 premiers échantillons prélevés d’Halifax aux Galapagos, y compris la mer des Sargasses. L’analyse a produit 7,7 millions de séquences génétiques contenant 6,3 milliards de paires de bases, plus 6,12 millions de protéines et 154 662 séquences peptidiques virales et échafaudages viraux.
Des millions de microbes restent congelés dans les laboratoires de La Jolla en attente d’être séquencés et analysés au cours des années à venir – un « trésor de la plus petite vie sur Terre ».
Pat Réber, 76 ans, journaliste à la retraite vivant dans le Maryland, a travaillé comme reporter et rédacteur à New York, Washington, DC, en Allemagne, au Kenya et en Afrique du Sud. Alors qu’elle était chef de bureau adjoint à Washington pour la Deutsche Presse-Agentur (dpa) pendant les années Bush et Obama, son domaine d’activité était le changement climatique. Elle a couvert les négociations de l’ONU sur le climat à Durban (2011) et à Paris (2015). Elle a écrit pour la dernière fois une critique pour ArtsFuse le Écrire pour leur vie : les pionnières des journalistes scientifiques américaines de Marcel Chotkowski LaFollette.
