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Blogue de conservation

Du lichen et de l’azote

15 août 2017


Malgré l’omniprésence de l’azote dans l’air et son importance pour les organismes vivants, la fixation de l’azote naturelle comporte encore de nombreux secrets. Le biogéochimiste Romain Darnajoux tente d’élucider les mécanismes de captation de l’azote par l’étude des lichens, dont ceux vivants au parc national du Fjord-du-Saguenay.

Des enzymes au cœur métallique

L’azote est un des éléments les plus importants dans la nature. En fait, tous les organismes végétaux et animaux de tous les écosystèmes, tropical ou boréal, en ont besoin pour fabriquer des protéines et des acides nucléiques, mais la plupart ne peuvent utiliser la molécule N2 qui se retrouve abondamment dans l’atmosphère. L’azote assimilable pour le vivant est en fait l’élément limitant de la productivité primaire d’un grand nombre d’écosystèmes naturels expliquant notamment son épandage, sous forme d’urée ou d’engrais, sur les terres agricoles. Pour être assimilable (-NO3), cet élément a besoin de métallo-enzymes spécifiques, des nitrogénases, que l’on retrouve uniquement chez certaines bactéries. Le cœur métallique de ces enzymes peut contenir soit un atome de molybdène, soit un atome de vanadium, soit un atome de fer. Or à ce jour, seule la nitrogénase au molybdène est prise en considération dans la dynamique de l’azote dans les écosystèmes. Romain Darnajoux travaille à déterminer si la nitrogénase au vanadium pourrait également être active et importante au sein des écosystèmes.

Le vanadium : abondance relative et résistance au froid

Les travaux sont concluants. De nombreux indices démontrent que la nitrogénase au vanadium a un rôle important dans la fixation de l’azote d’autant plus que le molybdène est le micronutriment essentiel le plus rare de la croûte terrestre et que le vanadium y est au moins 50 fois plus présent. Il apparaît également que les températures froides diminuent l’efficacité de la nitrogénase au molybdène, plus que pour la nitrogénase au vanadium ce qui suggère un rôle prépondérant du vanadium en milieux boréaux et arctiques.

Un pas de plus vers la connaissance

Constater qu’à partir d’échantillons de lichen récolté, dans le parc et ailleurs, permettent de faire avancer la science des grands modèles biogéochimiques est épatant. On ne saura douter de l’importance de la compréhension du cycle biologique de l’azote sur le devenir des écosystèmes surtout dans le cadre des changements climatiques présents et à venir.

sag-azote-texte-1Figure 1. Sentier du parc national du Fjord-du-Saguenay. Le lichen Peltigera aphthosa, le modèle principal de l’étude de Romain Darnajoux, se retrouve abondamment dans ce type d’habitat, Mathieu Dupuis

En 2015, dans le cadre du concours de vulgarisation scientifique «4 minutes pour parler de sciences autrement», les prix du public et du jury ont été remis à Romain Darnajoux pour la réalisation de la vidéo ci-dessous, expliquant sa recherche.

Référence

Darnajoux, Romain. 2015. Étude de l’homéostasie des micronutriments de la fixation d’azote au sein de la symbiose lichénique en forêt boréale. Thèse de doctorat. Université de Sherbrooke.


Nancy Lavoie est garde-parc technicienne au parc national du Fjord-du-Saguenay.

Romain Darnajoux est chercheur postdoctoral au département des sciences de la terre de l’Université de Princeton.

Photo de couverture:Romain Darnajoux


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