Les crapauds citrouilles sont en difficulté. Des sécheresses progressivement sévères perturbent les microbiomes des grenouilles orange de la taille d’une miniature, les rendant potentiellement vulnérables à une maladie fongique mortelle, selon une nouvelle étude réalisée par une équipe de recherche internationale. Ces résultats suggèrent que des régimes de précipitations anormaux, qui devraient s’aggraver en raison du changement climatique et de la déforestation, pourraient perturber les relations mutuellement bénéfiques entre la faune et les micro-organismes, entraînant ainsi un déclin de la biodiversité.
Les chercheurs, dirigés par la doctorante de Penn State Shannon Buttimer et le professeur de biologie Guilherme Becker, publié leurs découvertes dans Lettres d’écologie. Le travail a fait la couverture du numéro de janvier de la revue.
Lors d’une campagne d’échantillonnage des bactéries cutanées des crapauds citrouilles pour son mémoire de maîtrise, le co-auteur Diego Moura-Campos a trouvé neuf grenouilles mortes ou mourantes. Il a été confirmé plus tard qu’ils étaient morts de chytridiomycose, une maladie fongique causée par Batrachochytrium dendrobatidis (Bd), qui constitue une menace pour les populations d’amphibiens du monde entier. Les crapauds citrouilles, comme beaucoup d’autres amphibiens, possèdent sur leur peau des bactéries naturelles inhibant le Bd. Ces microbes devraient aider à protéger contre le champignon, alors pourquoi ces grenouilles sont-elles mortes, et pourquoi d’un seul coup ?
« Il est très rare d’assister à la mort d’amphibiens dans la nature, et encore moins d’avoir collecté des échantillons avant et pendant une épidémie », a déclaré Buttimer, qui poursuit son doctorat dans le programme d’études supérieures interuniversitaires des instituts Huck des sciences de la vie à Écologie.
Buttimer a expliqué que la déforestation de cette région et de la forêt amazonienne a entraîné une plus grande variabilité des précipitations – une durée accrue de la sécheresse et, à l’inverse, des périodes de précipitations plus abondantes. « L’épidémie a coïncidé avec les précipitations les plus faibles de la région au cours des 60 dernières années. Nous avons donc décidé de déterminer s’il pouvait y avoir un lien entre la sécheresse, le microbiome cutané et la mortalité. »
À l’aide de 237 échantillons cutanés collectés au cours d’une année, les chercheurs ont séquencé génétiquement les microbiomes cutanés des crapauds et comparé ces informations à une base de données de référence de microbes cutanés identifiés comme inhibiteurs de Bd, des bactéries qui exercent un effet protecteur contre le champignon chytride des amphibiens. . La base de données AmphiBac, organisée par Doug Woodhams, professeur adjoint de biologie à l’Université du Massachusetts à Boston et 25 co-auteurs, contient une liste croissante de séquences d’ADN de microbes dont les propriétés inhibitrices ont été testées contre le Bd dans des expériences contrôlées en laboratoire.
Les chercheurs ont découvert que les microbiomes des crapauds échantillonnés après des périodes de précipitations supérieures à la moyenne étaient plus abondants en inhibiteurs de Bd connus. En revanche, un mois après la sécheresse, les microbiomes des crapauds contenaient moins de bactéries inhibant la Bd. Selon les chercheurs, cette découverte indique que la sécheresse pourrait réduire l’abondance de certaines bactéries inhibant le Bd, rendant les crapauds vulnérables à la maladie fongique.
Les chercheurs ont également étudié les paramètres de diversité du microbiome tels que la richesse et la composition des espèces. Dans l’ensemble, les chercheurs ont constaté que des niveaux plus élevés de richesse en espèces étaient associés à une moindre gravité de l’infection. La composition du microbiome est également devenue plus variable après des périodes de faibles précipitations, ce qui indique que les microbiomes des crapauds pourraient être passés à un état connu sous le nom de dysbiose, dans lequel ils deviennent moins stables et moins fonctionnels. Selon les chercheurs, cette variabilité plus élevée et la perte de microbes protecteurs clés pourraient toutes deux contribuer à l’augmentation des infections à chytridiomycose.
Bien que des expérimentations supplémentaires soient nécessaires pour comprendre les mécanismes causals qui influencent la dynamique du microbiome cutané et du Bd, les chercheurs ont déclaré que cette étude souligne l’importance de prendre en compte la santé du microbiome lors de l’évaluation des populations menacées par le changement climatique, la perte d’habitat et les maladies.
« J’espère que nos résultats encourageront les gens à réfléchir à la manière dont la déforestation et le changement climatique brisent des symbioses invisibles et entraînent des conséquences à l’échelle de la population », a déclaré Buttimer.
Les co-auteurs de l’étude comprennent Diego Moura-Campos, de l’Université nationale australienne ; Sasha E. Greenspan, Wesley J. Neely, Université de l’Alabama ; Lucas Ferrante, Université fédérale d’Amazonas ; Luís Felipe Toledo, Université Estadual de Campinas.
Plus d’information:
Shannon Buttimer et al, Perturbation du microbiome cutané liée à la maladie des amphibiens associée à la sécheresse, Lettres d’écologie (2024). DOI : 10.1111/ele.14372