Le système digestif des humains et des autres animaux abrite des populations denses de microbes, notamment des bactéries, des archées et des champignons. Les scientifiques sont encore en train d’en apprendre davantage sur les fonctions de ces milliards de microbes – on sait qu’ils jouent un rôle important dans la digestion des aliments et dans le fonctionnement efficace du système immunitaire. Nous savons également que chaque individu est porteur d’une combinaison unique d’espèces microbiennes peu après sa naissance.
Mieux comprendre la nature du microbiome intestinal chez différentes espèces peut aider les scientifiques à identifier ses fonctions pour la santé et l’écologie des animaux. À cette fin, la biologiste Heather Skeen du Field Museum et quelques collègues ont entrepris d’étudier le microbiote intestinal des parulines de Kirtland. Ces petits oiseaux migrateurs ont des répartitions très spécifiques dans leurs lieux d’hivernage et d’été.
«Nous avons vu chez d’autres animaux que les microbiotes peuvent être influencés par les endroits où vivent leurs hôtes. De nombreux oiseaux migrent et vivent des environnements différents à différents moments de leur cycle migratoire. Nous ne savions pas comment ces différents environnements affectaient les microbiomes des oiseaux », a déclaré Skeen.
Les chercheurs ont sélectionné les parulines de Kirtland parce qu’elles passent leurs hivers aux Bahamas et migrent vers le nord du Michigan au printemps. Au Michigan, les minuscules parulines se reproduisent uniquement dans les jeunes forêts de pins gris. Cela signifie que des oiseaux individuels pourraient être marqués avec des trackers radio et suivis sur leurs routes migratoires.
« Nous avons choisi la Paruline de Kirtland parce qu’il existe très, très peu d’espèces d’oiseaux pour lesquelles vous auriez pu suivre des oiseaux individuels depuis leurs aires de non-reproduction, puis les capturer dans leurs aires de reproduction », a déclaré Skeen.
Initialement, les parulines de Kirtland ont été capturées sur leurs aires d’hivernage aux Bahamas, en utilisant des cris d’oiseaux enregistrés pour les attirer plus près. Chaque oiseau était équipé d’un petit dispositif de suivi radio. Les parulines elles-mêmes ont une masse d’une once seulement, les dispositifs de traçage devaient donc peser moins de 0,02 once. Une fois équipé d’un dispositif, chaque oiseau a été enfermé dans un sac en papier ciré pendant quelques minutes, le temps d’évacuer ses entrailles. L’oiseau a ensuite été relâché et Skeen et ses collègues ont dû ramasser les excréments.
Quelques mois plus tard, une fois les oiseaux migrés vers le Michigan, les chercheurs ont réussi à localiser les mêmes oiseaux grâce au vaste réseau de tours radio automatisées, connu sous le nom de Motus Wildlife Tracking System. « Il y avait 12 tours radio réparties dans l’aire de reproduction des oiseaux dans le Michigan, et lorsqu’un de nos trackers d’oiseaux sonnait près d’une tour, nous parcourions l’aire de répartition en utilisant une antenne radio portative, à la recherche de l’oiseau », a déclaré Skeen.
« Une fois que nous avons capté le signal, nous sommes sortis de la voiture et nous sommes promenés en essayant d’attirer les oiseaux en utilisant des enregistrements de leurs chants. » Une fois l’une des parulines marquées capturée dans les filets, elle était à nouveau placée dans un sac en papier ciré pour faire ses excréments avant d’être relâchée.
Les chercheurs ont ainsi collecté 200 échantillons de fientes d’oiseaux capturés aux Bahamas et dans le Michigan. Ils ont ensuite procédé à une analyse génétique des génomes microbiens pour identifier les espèces présentes dans le système digestif des oiseaux.
L’analyse a révélé que les microbes présents dans les échantillons du Michigan étaient différents des microbes présents dans les échantillons des Bahamas. Plus important encore, ils ont découvert que les oiseaux individuels avaient des microbes différents dans leur tube digestif selon l’endroit où ils se trouvaient au moment du prélèvement de l’échantillon.
« L’un des aspects les plus importants de cette étude est que nous avons pu recapturer des oiseaux à différentes parties du cycle annuel et dans différents endroits, et nous avons cette comparaison individuelle de la même population et des mêmes individus et de la manière dont leur les microbiotes ont changé », a déclaré Skeen.
« Si nous avions testé différents oiseaux, nous n’aurions pas pu dire avec certitude si les changements que nous avons observés étaient dus à l’emplacement ou s’il s’agissait simplement de différences entre les populations. Puisque nous avons examiné exactement les mêmes oiseaux, ces résultats sont beaucoup plus étayés.
Les résultats de cette étude, publiés dans la revue Écologie moléculaire, indiquent que les microbiomes des oiseaux fonctionnent différemment de ceux de la plupart des mammifères. Les types de microbes trouvés dans les intestins des mammifères sont étroitement liés à l’espèce de mammifère et à son histoire évolutive. Chez les oiseaux, le microbiome intestinal dépend davantage de l’endroit où vit l’oiseau que de l’espèce d’oiseau impliquée. « Dans notre étude, nous avons découvert que certains groupes de bactéries sont probablement transitoires : les oiseaux acquièrent les bactéries de leur nourriture, les expulsent et elles disparaissent », explique Skeen. « Ces bactéries ne colonisent pas l’oiseau, elles entrent et sortent. »
« Cette étude montre combien nous pouvons apprendre même sur les aspects fondamentaux de la biologie des oiseaux, tels que la migration, depuis la combinaison de technologies nouvelles et anciennes – travail sur le terrain et suivi des oiseaux dans leurs habitats de reproduction, de migration et d’hivernage, jusqu’aux technologies plus récentes de radiotélémétrie et séquençage de l’ADN de nouvelle génération », déclare Hackett, conservateur associé au Field Museum et co-auteur de l’étude.
Skeen affirme également que les changements climatiques peuvent rendre les microbiomes intestinaux encore plus importants alors que les animaux tentent de survivre et de s’adapter à des environnements changeants. « Le microbiome intestinal d’un animal constitue un niveau supplémentaire de diversité moléculaire, et à mesure que le changement climatique mondial modifie les écosystèmes, le microbiome intestinal pourrait être l’un des moyens par lesquels les animaux peuvent s’adapter à un environnement changeant », explique Skeen. « Le microbiome intestinal possède son propre écosystème unique, et il est mûr pour les découvertes. »
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Par Alison Bosman, Espèces-menacées.fr Rédacteur
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