Les scientifiques se tournent vers des microbes invisibles pour soutenir la conservation des animaux

Comprendre les microbiomes animaux et environnementaux pourrait être la clé pour réussir la réintroduction des animaux captifs dans la nature

Chaque jour, les visiteurs du zoo national et de l’Institut de biologie de conservation du Smithsonian peuvent observer l’un des animaux les plus menacés d’Amérique du Nord : le loup rouge. Alors qu’ils parcouraient autrefois abondamment les États-Unis, le nombre de loups rouges a tellement diminué qu’il ne reste plus qu’environ 270 individus dans les zoos, les centres de faune et une population sauvage. Les scientifiques espèrent que les loups du zoo seront éventuellement relâchés pour contribuer à renforcer les populations de ces espèces en danger critique d’extinction. Cependant, avant d’être relâchés, les loups du zoo ont quelques problèmes de ventre à surmonter.

« De nombreux loups en captivité souffrent de troubles inflammatoires de l’intestin ou d’une sorte de détresse gastro-intestinale qui, selon nous, est en partie due au régime alimentaire qu’ils reçoivent », a déclaré Carly Muletz Wolz, écologiste moléculaire au zoo. « Leurs chances de succès seraient inférieures à celles d’un individu en bonne santé. »

Muletz Wolz essaie notamment d’aider les loups en fixant les microbes dans leurs intestins. Tout comme nous avons nos propres microbiomes – des communautés de bactéries, de champignons et d’autres micro-organismes qui vivent en nous et autour de nous – les animaux aussi. Chaque espèce microbienne est là pour remplir un rôle spécifique, qu’elle vive dans l’intestin et nous aide à digérer les aliments ou qu’elle vive dans la bouche et nous protège des agents pathogènes nocifs. Alors que le microbiome intestinal humain fait l’objet d’une attention considérable dans la recherche, un intérêt similaire pour les microbiomes animaux vient tout juste d’émerger et pourrait aider les scientifiques à affiner les méthodes de conservation. En examinant comment les microbiomes animaux réagissent et changent aux différentes conditions environnementales, et en observant quels microbes composent les microbiomes d’animaux en bonne santé, les chercheurs espèrent avoir une meilleure idée non seulement de la santé d’un individu, mais également de celle de l’écosystème.

L’une des applications de ce nouveau domaine de recherche consiste à aider les animaux élevés en captivité, comme les loups rouges du zoo, à être prêts à être relâchés dans la nature, dans le cadre des efforts de conservation. Muletz Wolz et ses collègues analysent des échantillons fécaux de loups rouges sauvages et comparent leur microbiome intestinal avec celui des loups du zoo pour tenter de comprendre à quoi pourrait ressembler un microbiome sain et d’où il pourrait provenir.

L’alimentation est un contributeur potentiel au microbiome d’un animal, mais elle n’explique peut-être pas tout. Les loups captifs du zoo ont une variété de régimes alimentaires : croquettes complètes, combinaison croquettes/carcasse et carcasse entière, mais recherche initiale montre que même les loups captifs nourris avec un régime complet de carcasses n’avaient toujours pas une composition microbienne similaire à celle des loups sauvages. Certains aspects des soins humains pourraient consister à introduire des microbes qui influencent l’incidence des troubles inflammatoires de l’intestin. Grâce à ces informations et aux recherches en cours sur le rôle potentiel du stress sur le microbiome, Muletz Wolz espère aider ces loups à atteindre un état microbien qui serait considéré comme sain et similaire à celui des loups sauvages. L’approche pourrait inclure une modification de leur régime alimentaire et de leurs normes de soins pour garantir que ces loups aient les plus grandes chances de survie et de succès, non seulement en captivité mais aussi dans la nature.

« Les animaux en bonne santé font des bébés », a-t-elle déclaré. « Ce n’est pas le cas des animaux en mauvaise santé. »

Avoir une compréhension de base des populations microbiennes chez des individus sauvages en bonne santé est important pour comprendre comment les microbiomes changent en réponse aux changements de régime alimentaire et de température, entre autres facteurs. Bethan Littleford-Colquhoun, chercheuse à l’Université Brown, a étudié ce phénomène avec des koalas en Australie et a découvert que même cette diversité microbienne de base varie selon les paysages, avec des populations situées dans différentes zones et appartenant à des espèces ayant un régime alimentaire similaire. « Ce que nous pensons être une métapopulation est beaucoup plus fragmentée », a-t-elle déclaré.

Il est important de suivre cette variation microbienne chez les espèces, en particulier celles les plus vulnérables, comme le koala, à travers un paysage pour comprendre comment les facteurs environnementaux peuvent faire fluctuer le microbiome. Littleford-Colquhoun étudie ce sujet dans son dernier projet avec des espèces ongulées, appelées ongulés, à Yellowstone, où elle observera comment les microbiomes de ces espèces fluctuent au cours de la migration et étudiera comment l’accès aux ressources alimentaires affecte la composition microbienne de ces animaux. Elle espère que l’intégration de la recherche microbienne dans la conservation inspirera une nouvelle réflexion sur la meilleure façon d’aider les espèces dans le besoin.

« Je pense que nous commençons lentement à réaliser que nous devons aller au-delà de certaines des stratégies de conservation que nous avons actuellement », a-t-elle déclaré. « Pour moi, le microbiome est un acteur clé à cet égard. »

D’autres biologistes de la conservation sont d’accord. Samantha Fontaine, chercheuse postdoctorale à l’Université du Nevada à Reno, affirme que la conservation doit prendre en compte tous les microbes en jeu dans les écosystèmes dans lesquels vivent ces animaux, et pas seulement les espèces animales elles-mêmes. Son travail avec les grenouilles a étudié comment le microbiome joue un rôle en les aidant à s’adapter aux changements de température. Elle a découvert que les têtards élevés dans des eaux présentant une faible diversité microbienne s’en sortaient moins bien lorsqu’ils étaient soumis à des augmentations de température que les têtards élevés dans des eaux d’étang présentant des quantités habituelles de diversité microbienne. La perte de l’accès à cette diversité microbienne, telle que l’extinction des microbes ou un changement des microbes dans l’habitat, pourrait signifier que les animaux qui dépendent de ces communautés microbiennes pourraient ne pas être en mesure de répondre aussi bien à la chaleur induite par le changement climatique.

« Il pourrait aussi être très important d’inclure les microbes lorsque nous effectuons des travaux de conservation sur le terrain », a déclaré Fontaine. « Quel est le microbiome naturel non seulement des animaux qui y vivent, mais aussi du lieu, et comment pouvons-nous le conserver dans le cadre de l’écosystème ? »

Brian Trevelline, professeur adjoint à la Kent State University, étudie comment les facteurs anthropiques, tels que la pollution, affectent les microbiomes aviaires. Il s’efforce d’impliquer et d’intéresser les étudiants aux microbiotes de la faune, mais prévient que les scientifiques doivent encore effectuer davantage de recherches et collecter davantage de données avant de prendre de grandes décisions en matière de conservation. Trevelline exhorte également les scientifiques à faire de la conservation des espèces une priorité.

« Si nous pouvons faire des recherches sur le microbiome pour comprendre comment les microbes affectent les résultats de la conservation, sans perturber (la conservation), c’est ce que nous voulons », a-t-il déclaré. « Ce que nous ne voulons pas, c’est transformer ces animaux en voie de disparition en animaux d’expérimentation. »