Nous vivons sur une planète de microbes. Peut-on les qualifier d’utiles ou d’inutiles ? Tout dépend du point de vue. Prenons quelques exemples autour de la nutrition, des maladies et des plantes pour y voir plus clair.
Les microbes peuvent être utiles, bien sûr, mais utiles à qui ? À l’organisation qui l’héberge ? Par lui-même ou, dans une vision anthropocentrique, par « cascades successives » vers l’humain ? Et puis de quel microbe parle-t-on ? Des virus ? Des bactéries ? Champignon… ? Et faut-il considérer un microbe isolé ou une communauté entière ? Si, par exemple, nous analysons le contenu de l’intestin d’un animal, nous sommes susceptibles de trouver un mélange de microbes interagissant à la fois entre eux et avec leur « hôte » dans des interactions de toutes sortes, qu’elles soient bénéfiques, défavorables ou neutres. Nous vivons sur une planète de microbes. Il existe un milliard de bactéries dans un gramme de sol, un million de virus dans un litre d’eau de mer ou entre 1 000 et 20 000 spores fongiques dans chaque mètre cube d’air. Les animaux et les plantes sont donc constamment entourés et interagissent avec des microbes, et nombre de ces microbes sont très utiles.
Microbes essentiels à une bonne nutrition
Un premier exemple illustrant l’importance et l’effet bénéfique des bactéries sur la santé est lié à la malnutrition chez les enfants. On pourrait penser que la dénutrition est simplement due au manque de nourriture. En effet, pendant de nombreuses années, la seule réponse à la dénutrition a été de fournir de la nourriture aux personnes touchées. Jusqu’à ce que des recherches sur des jumeaux en Afrique révèlent quelque chose de surprenant : certains enfants souffraient de malnutrition, tandis que leurs frères et sœurs restaient en bonne santé, même s’ils recevaient la même quantité de nourriture. Plus surprenant encore, si l’on transfère des bactéries issues des selles d’enfants malnutris à des souris dépourvues de bactéries dans leur tractus intestinal, ces souris présentent à leur tour rapidement des signes de malnutrition.
Aujourd’hui, le rôle des bactéries dans la compréhension des causes de la malnutrition est encore mal compris. Or, il apparaît qu’une flore microbienne intestinale normale est nécessaire au maintien d’une bonne santé. Les enfants souffrant de malnutrition ont une diversité bactérienne réduite (appelée dysbiose) et une flore intestinale souvent immature (appelée microbiote) (avec une diversité très réduite). Leur donner simplement de la nourriture ne suffit pas pour qu’ils retrouvent une bonne santé ; leur microbiote doit aussi redevenir « normal ». Une meilleure connaissance de l’influence du microbiote sur l’état nutritionnel des enfants permettra de concevoir de meilleurs traitements contre la malnutrition utilisant ces communautés de microbes bénéfiques pour l’homme.
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Bactéries utiles et nocives (selon votre point de vue)
Parfois, les relations peuvent être extrêmement complexes et les bactéries peuvent être utiles ou nocives selon votre point de vue. La maladie du sommeil est une maladie tropicale provoquée par un parasite (un trypanosome) transmis par un vecteur, la mouche tsé-tsé. La mouche tsé-tsé absorbe le parasite lorsqu’elle se nourrit du sang d’un animal infecté, et le transmet à un autre hôte (humain ou animal) lors d’un nouveau repas de sang.
Le bactériome (communauté de bactéries) de cette mouche comprend_Wigglesworthia glossinidia_, un symbiote primaire essentiel à la survie de la mouche, et Un membre de Glossiniusun symbiote secondaire qui favorise l’infection de la mouche par le trypanosome qui s’y multiplie avant de se transmettre lors d’une autre piqûre. Sodalis peut être lysogène (c’est-à-dire qu’il a intégré le génome d’un virus appelé « bactériophage » dans son propre génome ; le génome viral ainsi intégré est appelé prophage). Par un mécanisme dont la nature est inconnue, le prophage peut s’affranchir du génome Sodalis ; elle utilise ensuite la machinerie cellulaire de la bactérie pour reconstituer le bactériophage actif qui se multiplie puis dégrade la paroi de la bactérie dont les résidus stimulent les mécanismes de défense de la mouche.
La bactérie Sodalis est alors moins présente dans l’intestin de la glossine, réduisant sa capacité à s’infecter et donc à transmettre le parasite. Ainsi, Wigglesworthia, utile à la mouche tsé-tsé, vecteur de la maladie, est défavorable à l’homme. Sodalis est utile au parasite et donc défavorable à l’homme, tandis que le bactériophage, tueur de Sodalis, est défavorable au parasite, donc favorable à l’homme ! Et ce ne sont que deux bactéries et un virus alors que de nombreuses autres bactéries identifiées pourraient également jouer un rôle dans la mouche tsé-tsé, la transmission des parasites et donc des maladies humaines ou animales.
Symbioses entre plantes et microbes
Les plantes ne sont pas en reste dans ces interactions utiles avec les microbes. On sait désormais que l’écoulement de l’eau, c’est-à-dire la colonisation de la terre par des plantes vivant dans l’eau, a eu lieu il y a environ 500 millions d’années grâce à l’association bénéfique entre ces plantes et des champignons, ces derniers leur permettant de puiser l’eau dans l’eau. le sol même s’ils n’avaient pas encore de racines. Un exemple plus actuel, les légumineuses, un grand groupe d’espèces végétales dont le haricot ou le soja, hébergent dans leurs structures racinaires des bactéries (appelées rhizobia) qui ont la capacité de capter l’azote présent dans l’air pour le restituer aux plantes, leur fournissant ainsi avec un engrais naturel inépuisable qui leur permet de pousser dans des sols extrêmement pauvres.
Enfin, depuis plusieurs années, de nombreuses études montrent que les plantes possèdent sur leurs feuilles, dans leurs tiges ou autour des racines toute une communauté de micro-organismes dont la présence induit une meilleure croissance, une meilleure résistance aux maladies et aux stress abiotiques, via de nombreux mécanismes physiologiques et moléculaires. Donc l’espèce Pommes de terre (auquel appartiennent les poivrons et piments cultivés) est plus résistant à la sécheresse en présence de souches bactériennes du genre Acinétobactérie et Sphingobactérie.
Actuellement, des chercheurs testent l’hypothèse du « cri au secours », où des plantes souffrant par exemple de l’attaque d’un pathogène parviendraient à attirer vers elles des microbes leur permettant de mieux lutter contre ce pathogène. L’usine modèle Arabidopsis thalianaattaqué sur ses feuilles par des bactéries pathogènes Pseudomonas syringaeparvient, en sécrétant de l’acide malique par ses racines, à attirer une autre bactérie, Bacillus subtilisce qui l’aide à résister aux bactéries pathogènes. Comprendre et utiliser ces micro-organismes en agriculture constitue aujourd’hui l’une des pistes les plus prometteuses pour réduire l’usage de produits phytosanitaires et d’engrais chimiques.
Les microbes entourent et colonisent tous les êtres vivants. Certains sont pathogènes, beaucoup n’ont aucun effet, mais bien d’autres jouent un rôle crucial dans la survie et le développement des animaux et des plantes. Comprendre ces interactions bénéfiques est une clé majeure pour notre compréhension de la vie, de son évolution et finalement de sa survie.
