Par une journée pluvieuse de juillet 1920, un scientifique du Colorado nommé Junius Henderson faisait une randonnée autour du Dakota Hogback, une crête de grès au nord de Boulder. Là, il a repéré un groupe d’escargots des Rocheuses (Oreohelix strigosa) suintant sur le sol. Henderson a ramassé les mollusques et les a ramenés à son laboratoire de ce qu’on appelle maintenant le musée d’histoire naturelle de l’Université du Colorado, préservant soigneusement ses découvertes.
Aujourd’hui, un siècle plus tard, une équipe d’écologistes du musée CU est revenue sur ces escargots, obtenant des informations surprenantes sur quelque chose que Henderson n’aurait pas pu prédire à l’époque : les diverses communautés de bactéries et d’autres microbes, connues collectivement sous le nom de microbiome. , qui s’épanouissait dans les entrailles des mollusques.
Pour la toute première fois, des chercheurs ont utilisé des outils modernes de dépistage de l’ADN pour identifier les microbes qui vivaient autrefois dans les entrailles d’animaux morts depuis un siècle. Bridget Chalifour, qui a dirigé l’étude, a déclaré que les résultats montrent à quel point les collections de musées peuvent être précieuses – les microbiomes pourraient offrir une fenêtre inattendue sur la façon dont les animaux interagissaient avec leur environnement dès l’époque de la prohibition, voire plus loin.
« Nous avons appris que les échantillons d’il y a 50 ou 100 ans ont autant de viabilité pour répondre aux questions écologiques modernes que les échantillons collectés il y a à peine deux ans », a déclaré Chalifour, qui a récemment obtenu son doctorat en écologie et biologie évolutive de CU Boulder.
Elle et ses collègues ont publié leurs résultats le 29 juin dans la revue Microbiome.
Les résultats surviennent alors que les scientifiques réalisent à quel point les microbiomes intestinaux sont importants pour de nombreux animaux et même pour les humains. Des recherches récentes de CU Boulder, par exemple, ont montré qu’une population saine de bactéries intestinales peut aider les gens à combattre le stress ou même à mieux dormir.
La nouvelle approche ne doit pas s’arrêter aux escargots : les scientifiques pourraient utiliser une méthode similaire pour scanner les microbiomes d’une gamme d’autres animaux que les musées stockent souvent dans de l’éthanol, y compris de nombreuses araignées, grenouilles et serpents.
« Ce travail ouvre la porte à des possibilités illimitées », a déclaré le co-auteur de l’étude, Jingchun Li, conservateur des invertébrés au musée et professeur adjoint d’écologie et de biologie évolutive. « Cela signifie que des millions de spécimens de musée accumulés au cours des siècles dans le monde peuvent être utilisés pour la recherche sur le microbiome. »
Garde un œil ouvert
Vous n’avez peut-être jamais vu d’escargot des Rocheuses, même si vous avez vécu et fait de la randonnée dans le Colorado pendant des années. Ces animaux, qui ont à peu près la taille de votre ongle du pouce, grignotent des feuilles et d’autres matières végétales sur des sites allant du Canada au Nouveau-Mexique.
Mais ils ont tendance à ne sortir que lorsqu’il est mouillé.
« Quand il pleut, ils sont généralement en train de paître sur des rochers ou des arbres dans des endroits comme Eldorado Canyon à Boulder », a déclaré Chalifour.
Au fil des ans, les chercheurs de Boulder ont collecté environ 1 000 de ces escargots, les stockant, comme les premières découvertes de Henderson, dans de l’éthanol.
« Les spécimens et les artefacts de musée sont ce qu’il y a de mieux après une machine à voyager dans le temps », a déclaré Li. « Avec de nombreux spécimens et données de ce type, nous pouvons nous demander comment le changement climatique a façonné les communautés végétales de montagne au fil du temps. Nous pouvons détecter quels organismes ont survécu aux événements d’extinction de masse. »
Li et Chalifour, ainsi qu’une ancienne responsable des collections à CU Boulder nommée Leanne Elder, ont décidé de jeter un coup d’œil spécial aux entrailles des escargots.
Populations perdues
L’équipe a rassemblé une collection de 55 escargots des Rocheuses cueillis entre 1920 et 2018 dans une région s’étendant de Boulder à l’est à Telluride au sud-ouest. Ils comprenaient trois escargots que Henderson, dont le nom orne maintenant le bâtiment principal du musée sur le campus, avait trouvés. Les chercheurs ont ensuite vidé les mollusques. Les micro-organismes dans leurs intestins étaient également morts depuis des décennies, mais l’équipe a pu séquencer ce qui restait de leur ADN.
L’approche audacieuse a porté ses fruits :
Quand ils sont morts il y a des décennies, les mollusques étaient pleins de vie. Les chercheurs ont identifié des preuves de plus de 7 000 organismes, principalement des bactéries, cachés à l’intérieur de chaque escargot.
L’éthanol n’a pas non plus semblé dégrader leur ADN : l’équipe a trouvé des microbiomes aussi divers dans les échantillons centenaires de Henderson que dans les escargots que Chalifour avait collectés elle-même et jamais stockés dans un bocal.
« C’est excitant pour moi parce que j’ai maintenant déposé beaucoup d’échantillons au musée », a déclaré Chalifour. « J’aime penser à ce que les gens pourraient faire de mes escargots dans 15 ans. »
Elle a noté que les microbiomes des spécimens d’escargots ont un peu changé au cours du siècle pour des raisons qui ne sont pas claires. Les mollusques de Henderson, par exemple, abritaient de nombreuses bactéries appartenant aux genres Bradyrhizobium, Alicycliphilus et Cloacibacterium. Les escargots collectés en 2018, quant à eux, étaient partiels à Flavobacterium et aux familles Chitinophagaceae et Cerasicoccaceae. Cependant, le lieu de vie des animaux importait beaucoup plus, représentant environ 20% de la variation microbienne entre les escargots.
Ces micro-organismes, a déclaré Chalifour, ont probablement aidé les escargots à gagner leur vie dans les Rocheuses : bon nombre des bactéries découvertes par l’équipe appartenaient à des groupes souvent capables de décomposer des molécules organiques complexes, comme la cellulose dans les feuilles que les escargots mangent.
Aujourd’hui, les sécheresses et les incendies de forêt peuvent éjecter ces animaux de temps humide hors de leurs anciens habitats, a ajouté Chalifour.
Elle a passé des jours à chercher des escargots dans le comté de Boulder où Henderson a recueilli ses spécimens originaux. Elle n’en a pas trouvé.
« Beaucoup des populations que nous avons dans nos collections ne sont plus là », a déclaré Chalifour.
Bridget N. Chalifour et al, Microbiome intestinal de spécimens d’escargots centenaires stables dans le temps en conservation, Microbiome (2022). DOI : 10.1186/s40168-022-01286-z