Pas de microbes? Pas de problème pour les chenilles

Anonim

Le microbiome semble omniprésent: les humains et de nombreuses autres espèces dépendent de milliards d'organismes minuscules dans leurs intestins pour faciliter la digestion, le métabolisme et d'autres fonctions. Maintenant, les scientifiques de l'Université du Colorado à Boulder s'interrogent sur l'idée que le microbiome est universel chez les animaux.

Les chenilles ont beaucoup moins de bactéries et de champignons qui habitent leur intestin que les autres animaux et les microbes qui y sont présents ne semblent pas avoir de rôle identifiable, hormis occasionnellement des maladies. Les résultats surprenants montrent que ce groupe hétérogène d’insectes n’a peut-être pas besoin de microbes et pourrait mener à de nouvelles découvertes sur l’étendue et le rôle des communautés microbiennes résidentes chez les animaux.

Les résultats ont été publiés aujourd'hui dans le journal Actes de l'Académie nationale des sciences.

"Dans le domaine du microbiome, il y a cette hypothèse qui prévaut que tous les animaux ont un microbiome résident", a déclaré Tobin Hammer, candidat au doctorat au Département d'écologie et de biologie évolutive de CU Boulder. "Lorsque j'ai lancé le projet, je ne m'attendais pas à ce que cela se passe ainsi."

Hammer était curieux de connaître le rôle des microbes dans les chenilles. L'ordre des lépidoptères, avec quelques 180 000 espèces de papillons et de papillons, est bien étudié, mais les scientifiques ne savaient pas si les chenilles avaient des partenaires microbiens. Ces symbiotes sont communs chez les herbivores. qui ont souvent besoin d’aider à digérer les plantes résistantes et fibreuses. Hammer pensait que les chenilles herbivores pouvaient aussi héberger une communauté de bactéries et de champignons.

Hammer et ses collaborateurs ont prélevé des échantillons de matières fécales dans des chenilles du Colorado, de l'Arizona, du New Hampshire, du Massachusetts et du Costa Rica. Ils ont extrait l'ADN de ces excréments et d'une feuille de la plante sur laquelle la chenille grignotait. Les scientifiques ont également utilisé des excréments d'autres animaux à des fins de comparaison, notamment des échantillons trouvés sur le terrain et au laboratoire.

Comparativement aux autres animaux, les chenilles avaient environ 50 000 fois moins de microbes. Si les intestins humains ressemblent à une forêt tropicale en termes d'abondance microbienne, dit Hammer, les entrailles des chenilles sont comme un désert.

La plupart de l'ADN microbien que les scientifiques ont trouvé à l'intérieur des chenilles correspondait aux microbes trouvés sur la feuille de la plante, ce qui suggère que les microbes étaient principalement ingérés depuis leur environnement. En revanche, d'autres animaux hébergent des communautés microbiennes nettement plus distinctes de leur environnement.

Pour voir si les microbes clairsemés dans les entrailles de la chenille ont joué un rôle, les scientifiques ont mené une seconde expérience. Ils ont soulevé des chenilles dans des sacs en plastique et ont aspergé leurs aliments d'antibiotiques pour tuer tout ce qui vivait dans leurs entrailles. Les chenilles nourries aux antibiotiques ont grandi et se sont développées en adultes sans aucune entrave, apparemment sans le manque de microbes. Dans d'autres insectes, des expériences similaires ont causé un retard de croissance et la mort.

"Les chenilles fonctionnent fondamentalement différemment de beaucoup d'autres animaux", a déclaré Hammer.

La recherche suggère qu'il pourrait y avoir des compromis pour accueillir un microbiome. Les microbes peuvent lessiver les nutriments de leur hôte et passer d’alliés à des agents pathogènes. Ils peuvent également rendre leur hôte vulnérable. Par exemple, si les chenilles reposaient sur des microbes, il serait peut-être possible de cibler les symbiotes intestinaux dans les chenilles décimant les cultures avec des pesticides spéciaux. La chenille, avec son style de vie simple de manger continuellement, ne pourrait tout simplement pas bénéficier de microbes.

Bien qu'il existe des preuves que les papillons ont plus de microbes que les chenilles, le bénéfice pour le papillon n'est toujours pas clair. Hammer envisage d'examiner cette relation dans le futur et espère que les résultats conduiront à davantage de découvertes de microbiomes uniques ou absents. Il spécule que d'autres chercheurs ont trouvé des résultats similaires dans le passé, mais ne les ont pas signalés, pensant qu'ils étaient inexacts.

Plus largement, la recherche pousse les scientifiques à considérer les coûts et les avantages d'un microbiome et la raison pour laquelle un organisme pourrait adopter une communauté microbienne.

"Je pense que cela nous encouragera à reconsidérer la diversité de ces associations animalières et microbiennes", a déclaré Hammer.

menu
menu