Même les plus petits invertébrés marins – certains à peine plus grands que les protistes unicellulaires – abritent des communautés microbiennes distinctes et diverses, ou microbiomes, selon une nouvelle recherche de biologistes de l’Université de la Colombie-Britannique (UBC).
L’étude souligne qu’une grande diversité d’animaux ont des microbiomes, tout comme les humains. Mais plus surprenant, il y a peu de corrélation entre l’étroitesse des liens entre la plupart des animaux et la similitude de leurs microbiomes, ce qui est largement supposé être vrai d’après l’étude des humains, des grands mammifères et des insectes.
« Cela en dit long sur l’origine des microbiomes et leur évolution aujourd’hui », déclare le Dr Patrick Keeling, microbiologiste évolutionniste de l’Université de la Colombie-Britannique, auteur principal de l’article publié aujourd’hui dans Microbiologie naturelle.
« Les gens pourraient intuitivement penser que le but d’un microbiome est d’être bénéfique pour l’animal hôte, et qu’ils co-évoluent ensemble. Mais les bactéries pourraient se moquer d’aider l’animal hôte – elles ont leur propre programme. »
« La plupart des animaux abritent une communauté de bactéries qui sont tout simplement douées pour vivre chez les animaux. De cette « guilde professionnelle » de spécialistes des animaux ont probablement évolué les microbiomes plus élaborés et co-évolutifs qui sont bien étudiés chez les humains et les insectes. Mais comme nous l’avons regardé un ensemble plus large d’animaux marins plus petits, il est devenu clair que les microbiomes des plus grandes créatures sont probablement des exceptions, pas la règle. »
L’équipe a découvert que les microbiomes des minuscules créatures diffèrent des microbes vivant dans l’environnement environnant et diffèrent souvent du microbiome d’invertébrés, même étroitement apparentés.
Creuser dans les microbiomes des invertébrés marins
Dans ce qui pourrait être l’étude la plus vaste du genre, le Dr Keeling et ses collègues ont séquencé les microbiomes de 1 037 animaux de 21 phylums, couvrant la plupart des animaux. Certaines des lignées d’animaux échantillonnées plus largement comprenaient les annélides (vers annelés), les arthropodes (le plus grand phylum du règne animal) et les nématodes (un phylum de vers cylindriques non segmentés). Les chercheurs ont également collecté des échantillons des habitats environnants en Colombie-Britannique, au Canada et à Curaçao, une île néerlandaise des Caraïbes.
« L’étude d’un si large éventail d’animaux était cruciale – dans une étude plus petite, un certain nombre de bactéries répandues peuvent avoir été confondues avec des symbiotes spécifiques à l’hôte », explique le Dr Corey Holt, boursier postdoctoral à l’UBC et l’un des premiers auteurs de l’étude.
« Nous avons découvert que la plupart des bactéries n’étaient présentes que chez certains individus d’une espèce, et la plupart d’entre elles étaient également présentes dans d’autres espèces hôtes dans le même environnement. »
Explorer les échelles de temps évolutives
« Cette enquête a été conçue pour examiner une diversité incroyablement large d’animaux », explique le Dr Keeling. « La prochaine étape consiste à prendre quelques-uns des groupes les plus intéressants et à creuser plus profondément pour voir comment les microbiomes ont évolué au sein de ce groupe afin de clarifier les échelles de temps auxquelles les différents processus évolutifs fonctionnent. »
Vittorio Boscaro, Les microbiomes d’invertébrés marins microscopiques ne révèlent pas de signatures de phylosymbiose, Microbiologie naturelle (2022). DOI : 10.1038/s41564-022-01125-9. www.nature.com/articles/s41564-022-01125-9