Le microbiote de l'ormeau: un couteau suisse pour la digestion des grandes algues
Publié par Adrien le 11/04/2018 à 00:00
Source: CNRS-INSB
Un herbivore marin est capable de dégrader des composés complexes issus des algues. Des chercheurs de la Station Biologique de Roscoff ont montré la présence d'un microbiote digestif dominant et stable dans le temps chez l'ormeau européen, quelle que soit le type d'algue (Les algues sont des êtres vivants capables de photosynthèse dont le cycle de vie se déroule généralement en milieu aquatique. Elles constituent une part très importante...) ingéré. Ces travaux, menés en collaboration avec une écloserie d'ormeaux, sont parus dans la revue Microbiome le 27 Mars 2018. Ils visent à développer les connaissances sur l'utilisation des grandes algues comme fourrage pour l'élevage d'ormeaux.


Figure: Composition du microbiote présent dans la glande digestive de l'ormeau européen, Haliotis tuberculata, nourri pendant un an avec un type d'algues: Palmaria palmata, Ulva lactuca, Laminaria digitata ou Saccharina latissima. Les diagrammes à gauche représentent les proportions (en abondance de séquences) des genres présents dans le microbiote associé à un régime algal donné, et ceux à droite détaillent les proportions des genres les moins abondants.
© Angélique Gobet , Gurvan Michel, Catherine Leblanc

L'ormeau est un mets très apprécié dans le monde (Le mot monde peut désigner :) entier, notamment en France, où la pêche de cet herbivore (Un herbivore est, dans le domaine de la zoologie, un animal (mammifère, insecte, poisson, etc. ) qui se nourrit exclusivement ou presque de plantes vivantes et non de chair, d'excréments, de champignons ou...) marin et les effets de maladies bactériennes liées au réchauffement global conduisent à sa disparition progressive. Les élevages d'ormeaux contribuent à leur protection et la compréhension des modalités de digestion (La digestion est le processus au cours duquel un organisme vivant reçoit du milieu extérieur des aliments (eau, molécules organiques et minéraux), les modifie afin de les transformer en nutriments et...) de l'animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe, c’est-à-dire qu’il se nourrit de substances...) permettrait d'optimiser les méthodes d'élevage. Chez les herbivores terrestres, le microbiote digestif est connu pour dégrader les polysaccharides complexes des plantes. Ce phénomène reste encore peu connu dans l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le...) marin, où la plupart des herbivores consomment des macroalgues rouges, vertes et brunes, chacune caractérisée par une composition très spécifique en polysaccharides, représentant la moitié de leur biomasse ( En écologie, la biomasse est la quantité totale de matière (masse) de toutes les espèces vivantes présentes dans un milieu naturel donné. Dans le domaine de l'énergie, le terme de biomasse regroupe l'ensemble des matières...), et de composition biochimique différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de dualité d'une application définie à l'aide de la trace, dans l'anneau des entiers...) de celle des polysaccharides rencontrés chez les plantes vasculaires. Ainsi, ces polysaccharides représentent de nombreuses sources de carbones pour le microbiote de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa...), propre à chaque type de macroalgue. Le microbiote digestif des herbivores marins devrait alors varier en fonction du type de régime algal.

Un travail collaboratif (Le travail est souvent naturellement collectif et collaboratif, c'est-à-dire qu'il fait interagir plusieurs acteurs pour la réalisation de tâches qui...) mené par des chercheurs de la Station Biologique de Roscoff (Roscoff est une commune du département du Finistère, en région Bretagne, en France. Elle est aujourd'hui une station balnéaire dynamique. Les...), impliquant l'écloserie d'ormeaux France Haliotis et le Laboratoire des sciences de l'environnement marin de Brest (UMR 6539 CNRS-IFREMER-IRD-UB), a mis en évidence, par séquençage (En biochimie, le séquençage consiste à déterminer l'ordre linéaire des composants d'une macromolécule (les acides aminés d'une protéine, les...) à grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un véhicule utilisé par les sapeurs-pompiers, et qui emporte une...) (metabarcoding), la présence de deux types de microbiote dans la glande digestive de l'ormeau. Le premier microbiote, composé de trois genres bactériens utilisant probablement la fermentation (La fermentation est une réaction biochimique de conversion de l'énergie chimique contenue dans une source de carbone (souvent du glucose) en une autre forme d'énergie...), est stable et domine quelle que soit l'espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type » ou « apparence ») est le taxon de base de la systématique. L'espèce est un...) de macroalgue ingérée. Le second microbiote est aérobie (Aérobie désigne la capacité d'un organisme ou micro-organisme de se développer dans l'air ambiant et plus particulièrement dans un milieu saturé en oxygène.), peu abondant et spécifiquement associé à l'un des quatre régimes alimentaires donnés, constitués d'algues rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.) (Palmaria palmata), verte (Ulva lactuca) ou brunes(Laminaria digitata ou Saccharina latissima).

En se fondant sur les fonctions de dégradation de polysaccharides d'algue présentes dans les bases de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) bactériennes, on peut imaginer deux scénarios. Dans le premier scénario, le microbiote aérobie jouerait d'abord un rôle dans la prédigestion des polysaccharides d'algue. Le microbiote dominant et stable prendrait ensuite le relais pour assurer la fermentation des produits de dégradation résultants en produits assimilables par l'ormeau. Dans le second scénario, le microbiote dominant et stable de l'ormeau aurait acquis les fonctions de dégradation de polysaccharides d'algues par transfert de gènes et aurait ainsi la capacité de dégrader et fermenter les algues. Dans tous les cas, le microbiote digestif de l'ormeau, tel un couteau suisse (Un couteau suisse présente des outils ingénieusement assemblés à un couteau pour tenir dans une poche et répondant à de multiples fonctions.), semble présenter toutes les fonctions nécessaires à la dégradation de différentes espèces de macroalgues, alors que chacune d'elle est composée d'un mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat de l'opération est une...) de polysaccharides extrêmement spécifique. Il permettrait ainsi à l'ormeau de se nourrir à partir des grandes algues rouges, vertes et brunes. Ces observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude...) enrichissent nos connaissances sur la biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences naturelles et de l'histoire naturelle des êtres...) de l'ormeau et permettront, à terme, d'améliorer les méthodes d'élevage et préserver ce trésor gustatif.
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