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Les microbes intestinaux dirigent aussi l’évolution des espèces

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Et si le patrimoine génétique n'était pas le seul à diriger l'évolution des espèces ? En voulant répondre à cette question, des chercheurs américains ont montré que la flore digestive influençait également le processus chez la guêpe. Ce résultat met en lumière les capacités incroyables du microbiote intestinal.

Escherichia coli, une bactérie intestinale présente chez les mammifères, au microscope électronique. Cette étude suggère que les micro-organismes digestifs influencent l’évolution des espèces chez la guêpe. © Microbe World, Flickr, cc by nc sa 2.0

Voilà un peu plus de 150 ans paraissait la théorie de l’évolution et de l'origine des espèces de Charles Darwin. L'idée avait fait scandale à l'époque, mais est maintenant universellement reconnue par la communauté scientifique. Ainsi, deux populations d'une même espèce qui vivent dans des conditions différentes s'adaptent peu à peu à leur environnement et finissent par former deux espèces distinctes. Beaucoup de chemin a été fait depuis la genèse de ce postulat. En effet, grâce à l'amélioration des techniques de biologie moléculaire, les scientifiques ont pu décrypter le génome des êtres vivants et mieux comprendre l'origine de l'évolution des espèces.

Des chercheurs de l'université Vanderbilt (Nashville, Tennessee) ajoutent une pièce manquante au puzzle de l'évolution. Ils viennent en effet fortifier un autre concept appelé théorie de l'hologénomique, qui stipule que les organismes évoluent de concert avec leur flore intestinale. Une étude a par exemple montré le rôle des bactéries intestinales dans le comportement sexuel des mouches. Leurs résultats suggèrent que les microbes contenus dans les intestins influencent l'évolution chez des espèces de guêpes parasites. Des recherches précédentes avaient déjà montré que la flore intestinale conditionne les comportements animaux et contrôle le développement de certaines maladies comme le diabète, l'obésité et le cancer. La nouvelle étude parue dans la revue Science va donc encore plus loin, et met une fois de plus en évidence le rôle primordial joué par les microbes.

Femelle de l'espèce Nasonia vitripennis. Son croisement avec les espèces N. giraulti et N. longicornis conduit à des larves non viables. © URoch1, Wikipédia, DP

Des microbes qui tuent les larves ?

Les chercheurs se sont intéressés à trois espèces de guêpes parasites : d'une part Nasonia giraulti et N. longicornis, qui sont assez proches sur l'arbre phylogénétique, et d'autre part N. vitripennis, qui a divergé des deux autres voilà environ un million d'années. Alors que les deux premières espèces peuvent se reproduire et donner naissance à des descendants en majorité viables, presque toutes les larves mâles issues du croisement entre N. vitripennis et l'une des deux autres espèces meurent.

Et si l'ADN n'était pas le seul facteur en cause dans la mortalité des larves ? Lorsque deux individus d'espèces différentes se reproduisent, leur patrimoine génétique est en général trop divergent pour assurer une descendance viable et fertile. Les chercheurs se sont demandé si la flore intestinale influençait également ce phénomène. Pour cela, ils ont éliminé la flore intestinale des insectes par antibiothérapie et les ont élevés dans des conditions stériles. Ils ont alors procédé à l'accouplement des différentes espèces, cette fois dépourvues de microbiote intestinal. Le résultat a été à la hauteur de leurs espérances. En effet, dans ces conditions, presque tous les descendants de N. vitripennis et d'une des deux autres espèces sont restés viables ! Encore mieux, en réintroduisant des microbes dans le tube digestif des insectes, les scientifiques ont pu réinstaurer le processus de mort larvaire.

Ces résultats étonnants viennent ouvrir des pistes de recherche jusque-là insoupçonnées. Selon les auteurs, le microbiote intestinal pourrait influencer l'expression de certains gènes, ce qui conduirait à la mort des larves. Cependant, de nombreuses études restent à mener pour confirmer cette hypothèse et pour tester le rôle des microbes du tube digestif dans l'évolution d’autres espèces animales.