L’environnement local joue un rôle central dans la santé et la diversité du microbiome intestinal des abeilles sauvages, ce qui pourrait aider à détecter les facteurs de stress invisibles et les premiers indicateurs de menaces potentielles, affirment des scientifiques de l’Université York dans une nouvelle étude.
Pilotant une nouvelle frontière de la métagénomique, les chercheurs ont séquencé des génomes entiers de trois espèces d’abeilles charpentières, un type d’abeille sauvage, en Amérique du Nord, en Asie et en Australie. Cette analyse leur a permis de mieux comprendre le microbiome intestinal de l’abeille (bactéries et champignons), son régime alimentaire et sa charge virale, ainsi que son ADN environnemental.
Contrairement aux abeilles sociales (comme les abeilles et les bourdons), les chercheurs ont découvert que les abeilles solitaires tirent leur microbiome, qui est important pour la santé, de leur environnement où elles forgent pour se nourrir, plutôt que de l’hériter de leurs compagnons de nidification. Les abeilles charpentières s’enfouissent dans les tiges des plantes ligneuses pour pondre des œufs plutôt que dans des ruches.
« Cela peut en faire de meilleurs bio-indicateurs car ils sont beaucoup plus sensibles à leur environnement », déclare la professeure agrégée de la Faculté des sciences Sandra Rehan, auteure correspondante de la recherche, « La métagénomique comparative révèle des informations élargies sur les variations intra et interspécifiques chez les abeilles sauvages. microbiomes », publié aujourd’hui dans la revue Biologie des communications.
En Australie, les populations locales avaient des métagénomes et des microbiomes très distinctifs ; à tel point que les outils d’apprentissage automatique ont pu prédire de manière fiable de quelle population chaque abeille était tirée.
L’équipe de recherche a également découvert des agents pathogènes des cultures dans les microbiomes des abeilles charpentières qui n’étaient auparavant trouvés que chez les abeilles domestiques.
« Ces agents pathogènes ne sont pas nécessairement nocifs pour les abeilles, mais ces abeilles sauvages pourraient potentiellement être des vecteurs de maladies qui pourraient avoir des effets négatifs sur l’agriculture », explique Rehan. Il est important de découvrir comment ces agents pathogènes se propagent chez les abeilles sauvages, car les abeilles contribuent à la santé écologique et agricole dans le monde entier, en plus de plus de 200 milliards de dollars en services agricoles annuels.
L’établissement d’une base de référence de ce à quoi ressemble un microbiome sain chez les abeilles sauvages permet aux scientifiques de comparer les espèces à travers les continents et les populations, et de comprendre comment les maladies et le microbiote nocif sont introduits et transmis.
« Nous pouvons vraiment disséquer la santé des abeilles de manière très systématique en examinant la génétique des populations et les charges pathogènes parasites, les microbiomes sains et les déviations », déclare Rehan, dont l’associé de recherche postdoctoral, Wyatt Shell, a dirigé l’étude. « L’objectif à long terme est vraiment de pouvoir utiliser ces outils pour pouvoir également détecter les premières signatures de stress et les habitats nécessitant une restauration ou une conservation. Pour le développer presque comme un outil de diagnostic pour la santé des abeilles. »
Les chercheurs pensent avoir capturé pour la première fois le microbiome central des abeilles charpentières. Ils ont trouvé des bactéries bénéfiques dans les trois espèces d’abeilles charpentières qui ont contribué aux fonctions métaboliques et génétiques. Ils ont également détecté des espèces de Lactobacillequi est un groupe de bactéries bénéfiques essentiel, impératif pour une bonne santé intestinale et présent dans la plupart des lignées d’abeilles. Lactobacille peut protéger contre les agents pathogènes fongiques répandus, stimuler le système immunitaire et faciliter l’absorption des nutriments.
Cependant, un article récemment publié dans la revue ADN environnemental par Rehan et son étudiante diplômée Phuong Nguyen, Microbiome développemental de la petite abeille charpentière, Ceratina calcarataqui a étudié le microbiome du couvain et des abeilles charpentières adultes dans les villes, a découvert qu’elles manquaient Lactobacille.
« Cela soulève des drapeaux rouges », déclare Rehan. « Nous poursuivons ces études pour examiner des comparaisons urbaines et rurales plus nuancées et des données à long terme pour vraiment comprendre ces facteurs de stress environnementaux. Chaque fois que nous caractérisons un microbiome et constatons des écarts par rapport à ce que nous savons être normal, cela peut nous donner une indication de une population ou une espèce menacée.
Dans l’ensemble, les résultats montrent que les méthodes métagénomiques pourraient fournir des informations importantes sur l’écologie et la santé des abeilles sauvages à l’avenir.
« Nous avons piloté cette approche de recherche sur quelques espèces, mais nous visons à étudier des dizaines d’espèces d’abeilles sauvages et des comparaisons plus larges sont à venir. Ces deux études établissent vraiment les bases », dit-elle. « L’objectif à long terme est vraiment de pouvoir utiliser ces outils pour détecter les premières signatures de stress chez les abeilles sauvages et ainsi identifier les habitats nécessitant une restauration ou une préservation. Nous sommes ravis de construire les outils d’une nouvelle ère d’abeilles sauvages. la recherche et la conservation. »
La métagénomique comparative révèle des informations élargies sur la variation intra- et interspécifique 2 parmi les microbiomes des abeilles sauvages, Biologie des communications (2022).