Les enjeux de la « plastisphère », ce nouvel écosystème microbien.

Paul Ramette

Les enjeux de la « plastisphère », ce nouvel écosystème microbien.

Mots clés : Micro-plastiques, bactéries pathogènes, biofilm, Vibrio

Bon marché, fiable et durable, le plastique est devenu une matière incontournable au consumérisme de notre société. Sa production ne cesse de croître pour atteindre en 2018 un pic de 359 millions de tonnes (Plastics Europe, 2019). Malheureusement, il faut moins de trois ans pour que la moitié de ce plastique ne devienne un déchet. Ainsi près de 75% du plastique produit dans le monde en est déjà devenus un (De Wit W. et al. 2019). On estime à 41% la quantité de ces déchets finissant dans la nature, et parmi eux, 11 millions de tonnes se retrouvent chaque année dans l’océan. Si l’augmentation de la production de plastiques continue à ce rythme, ce dernier chiffre sera multiplié par trois d’ici 2040 (The Pew Charitable Trusts, 2020) en partie à cause de notre trop faible capacité de gestion des déchets. L’impact de ces plastiques, qui seraient plus de 5 milles milliards à flotter à la surface des océans (Frère L., 2017), sur les écosystèmes marins sont multiples : asphyxie, blessures, leurres,… Un autre mécanisme encore assez méconnu aujourd’hui concerne la colonisation microbienne de ses déchets marins, et notamment les micro-plastiques (<5mm).

En effet, la surface des plastiques et micro-plastiques constituent un support idéal au développement d’un nouvel écosystème microbien : la « Plastisphère » (Zettler E. et al, 2013). De nombreuses bactéries ont été identifiées au cours des différentes études réalisées dont certaines potentiellement pathogènes (Zettler E. et al, 2013). Parmi ces dernières, celles qui inquiètent le plus sont les bactéries du genre Vibrio dont de nombreuses espèces affectent les hommes ou les animaux aquatiques. La plus connue étant Vibrio cholerae, notamment responsable des épidémies de choléra. Ces bactéries pathogènes ont été repérées dans de nombreux endroits : en mer du Nord et en mer Baltique (Kirstein I. et al, 2016), dans la rade de Brest (Frère L., 2017) ou encore dans la baie de Sungo en Chine (Sun X. et al 2020) à des concentrations plus importantes que celles normalement présentes dans la colonne d’eau.

La prolifération de ces bactéries sur les micro-plastiques pourrait avoir de nombreux impacts. Le plus évident est que ceux-ci peuvent servir, par leur faible biodégradabilité, de moyen de transport afin d’acheminer les bactéries à travers des zones océaniques sensibles. Les micro-plastiques pourraient alors être ingérés par différentes espèces aquatiques risquant ainsi d’être contaminées par les bactéries pathogènes (Bowley J. et al, 2020). L’homme pourrait également être soumis à ces bactéries pathogènes après consommation de poissons porteurs.

Un second impact qui découle du premier est le risque associé à l’aquaculture (Sun X. et al, 2020) où les pertes liées à des contaminations bactériennes, notamment du genre Vibrio, pourraient être importantes.

Enfin, la colonisation de ces micro-plastiques favoriserait la formation de biofilms. Ces derniers accentuent le phénomène d’antibiorésistance (Bowley J. et al, 2020), les bactéries transmettant leurs gènes beaucoup plus efficacement au sein d’un biofilm qu’entre individus isolés.

La colonisation des plastiques et micro-plastiques par des bactéries potentiellement pathogènes pose de nombreuses questions sanitaires. C’est donc une énième problématique qui vient s’ajouter à la liste, déjà trop longue, de la production excessive de plastiques et notamment à leur rejet dans l’environnement.

Références bibliographiques :

Kirstein I., Kirmizi S., Wichels A., Garin-Fernandez A., Erler R., Löder M., Gerdts G. (2016). Dangerous hitchhikers? Evidence for potentially pathogenic Vibrio spp. on microplastic particles. Elsevier. doi : 10.1016/j.marenvres.2016.07.004

Bowley J., Baker-Austin C., Porter A., Hartnell R., Lewis C. (2020). Oceanic Hitchhikers – Assessing Pathogen Risks from Marine Microplastic. Trends in Microbiology, 1862. doi : 10.1016/j.tim.2020.06.011

Sun X,. Chen B., Xia B., Li Q., Zhao X., Gao Y. Qu K. (2020). Impact of mariculture-derived microplastics on bacterial biofilm formation and their potential threat to mariculture: A case in situ study on the Sungo Bay, China. Elsevier. doi : 10.1016/j.envpol.2020.114336

Zettler E., Mincer J., Amaral-Zettler L. (2013). Life in the “Plastisphere”: Microbial Communities on Plastic Marine Debris. Environmental Science & Technology 47, 7137−7146. doi : 10.1021/es401288x

Frère L. (2017). Les microplastiques : une menace en rade de Brest ? Thèse de doctorat inédite, Université de Bretagne occidentale – Brest. Repéré à : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01619349/file/These-2017-EDSM-Biologie_marine-FRERE_Laura.pdf

De Wit W., Hamilton A., Scheer R., Stakes T., Allan S. (2019). Pollution plastique : À qui la faute ? Repéré à : https://www.wwf.fr/sites/default/files/doc-2019-03/20190305_Rapport_Pollution-plastique_a_qui_la_faute_WWF.pdf

The Pew Charitable Trusts, Systemiq. (2020). Breaking the Plastic Wave. Repéré à : https://www.pewtrusts.org/-/media/assets/2020/07/breakingtheplasticwave_report.pdf

Plastics Europe. (2019). Plastics – the facts 2019. Repéré à : https://www.plasticseurope.org/application/files/1115/7236/4388/FINAL_web_version_Plastics_the_facts2019_14102019.pdf

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