Microbiote intestinal des abeilles : Un réseau complexe de relations

Les animaux ont des communautés spéciales de microbes qui vivent dans leurs intestins. Ces microbes peuvent influencer la santé de l'animal et sa propension à tomber malade. En général, ces communautés sont spécifiques à chaque espèce hôte, ce qui signifie que les microbes intestinaux de différents individus de la même espèce se ressemblent plus que ceux de différentes Espèces. De plus, dans certains groupes d'animaux, les espèces étroitement liées ont tendance à avoir des microbes intestinaux similaires. Ce schéma s'explique par le fait que certains microbes ne se trouvent que chez des espèces hôtes spécifiques. Des facteurs comme le mouvement limité et la sélection des hôtes jouent un rôle dans la distribution de ces microbes dans l'intestin de l'animal.

Certaines Bactéries dans l'intestin des animaux montrent une relation évolutive étroite avec leurs hôtes, ce qui signifie qu'elles ont évolué ensemble. Cependant, seulement un petit nombre des bactéries étudiées montrent cette relation rapprochée. Il existe aussi des bactéries généralistes qui peuvent vivre chez différents types d'hôtes. Cela montre que les différentes bactéries intestinales n'évoluent pas de la même manière chez les diverses espèces animales. Des études récentes ont mis en avant que le niveau de spécificité des hôtes peut varier parmi les lignées bactériennes dans l'intestin, ce qui suggère que comprendre cette spécificité nécessite de regarder au-delà des seules caractéristiques des bactéries.

Malgré tout ce que nous savons, il reste des défis pour vraiment comprendre comment les communautés microbiennes intestinales évoluent parmi les divers hôtes animaux. Certaines études précédentes se sont concentrées sur des systèmes variés, ce qui complique la détermination si les changements dans le Microbiote proviennent de nouvelles bactéries qui entrent ou de changements dans celles déjà présentes. Les différences dans l'environnement et la biologie des différentes populations hôtes peuvent rendre notre compréhension de l'évolution de ces communautés microbiennes au fil du temps plus complexe. En outre, de nombreuses études se sont appuyées sur un type d'analyse génétique particulier, qui ne fournit pas d'informations détaillées sur les bactéries étroitement liées.

Pour combler ces lacunes, il est important d'étudier les microbes intestinaux d'animaux étroitement liés vivant dans des environnements similaires. Les abeilles ouvrières représentent un excellent modèle pour ces études car elles ont des microbiomes intestinaux simples mais spécialisés partagés entre espèces apparentées. Les principales bactéries intestinales chez les abeilles comprennent Lactobacillus, Bombilactobacillus et Bifidobacterium. Ces bactéries proviennent généralement d'un ancêtre commun des abeilles sociales et se sont adaptées à différentes espèces d'abeilles.

Cet article va explorer comment le microbiote intestinal varie entre les différentes espèces d'abeilles, en enquêtant à la fois sur la composition génétique de ces communautés microbiennes et sur les effets de leur diversité.

#Aperçu de l'étude

Dans cette étude, nous avons séquencé les Génomes de l'intestin de 200 abeilles ouvrières individuelles de cinq espèces différentes d'abeilles trouvées en Malaisie et en Inde. Ce travail visait à constituer une collection plus vaste de génomes bactériens de ces pollinisateurs importants et à améliorer notre compréhension de la façon dont différentes espèces d'abeilles hébergent différents types de bactéries intestinales.

Les espèces d'abeilles que nous avons étudiées incluent A. florea, A. andreniformis, A. dorsata, A. mellifera et A. cerana. En analysant l'ADN de leurs intestins, nous avons pu rassembler une grande variété d'informations sur les différentes espèces bactériennes présentes.

#Différences dans les microbes intestinaux entre les espèces d'abeilles

Notre analyse a révélé un total de 1 959 séquences génomiques de haute et moyenne qualité provenant de bactéries intestinales. Ces séquences représentaient diverses espèces bactériennes parmi les cinq espèces d'abeilles étudiées. Nous avons regroupé ces bactéries en 150 espèces en fonction de leur similarité génétique.

Certaines découvertes ont montré que certains genres de bactéries étaient présents dans les cinq espèces, tandis que d'autres ne se trouvaient que dans des espèces spécifiques. Par exemple, Lactobacillus et Bifidobacterium étaient constamment présents, alors que d'autres genres n'apparaissaient que dans certaines espèces. L'espèce A. dorsata avait un groupe de bactéries intestinales remarquablement diversifié par rapport aux autres espèces.

La distribution des espèces bactériennes variait entre les types d'abeilles. A. dorsata était celle qui hébergeait la plus grande variété de microbes intestinaux, tandis que les espèces d'abeilles naines avaient tendance à avoir moins de variété. Fait intéressant, le nombre total d'espèces bactériennes avait tendance à être plus élevé dans les intestins d'A. mellifera et d'A. dorsata, ce qui indique que ces espèces pourraient offrir un environnement plus accueillant pour les bactéries diverses.

#Communautés microbiennes spécifiques à l'hôte

Le microbiote intestinal des abeilles montrait des signes clairs de spécificité à chaque espèce hôte. Nous avons évalué la distribution de différentes espèces bactériennes à travers plusieurs espèces d'abeilles. Cela a montré que, bien que certaines bactéries soient partagées, beaucoup d'autres étaient uniques à des hôtes spécifiques.

Par exemple, même les espèces étroitement liées comme A. florea et A. andreniformis avaient un microbiote intestinal presque indistinguable. Cela indique que la spécificité de l'hôte n'est pas strictement absolue et peut changer parmi des espèces étroitement liées.

Pour comprendre à quel point chaque espèce bactérienne était spécifique à son hôte, nous avons calculé un score de spécificité hôte pour chaque espèce. Cette analyse a montré que la spécificité des bactéries individuelles variait énormément. Certains genres contenaient de nombreuses espèces généralistes qui pouvaient être trouvées chez plusieurs hôtes, tandis que d'autres étaient composés de bactéries plus spécialisées.

Malgré certaines bactéries étant partagées entre différentes espèces d'abeilles, elles montraient encore des variations au niveau des souches, ce qui signifie que différentes souches de la même espèce pouvaient être trouvées chez différents hôtes. Cela a indiqué qu'il est nécessaire de mener d'autres études pour explorer l'étendue des souches bactériennes partagées parmi ces espèces.

#Évolution du microbiote intestinal

La relation entre les bactéries intestinales et leurs hôtes abeilles est influencée par des processus évolutifs. Différentes espèces d'abeilles ont probablement gagné et perdu des bactéries symbiotiques tout au long de leur histoire évolutive. Cela suggère que la composition du microbiote intestinal peut changer au fil du temps lorsque les abeilles changent d'hôte ou que les bactéries s'établissent ou disparaissent.

Nos résultats ont indiqué que la codiversification-lorsque les bactéries intestinales et leurs hôtes évoluent ensemble-n'était pas présente dans notre étude sur les abeilles. C'était inattendu puisque la codiversification est souvent observée dans d'autres types de microbiomes associés aux hôtes. Au lieu de cela, nous avons observé que l'évolution des bactéries intestinales chez les abeilles a probablement été influencée davantage par des changements dans les espèces hôtes et par des facteurs environnementaux que par la coévolution.

La nature dynamique des communautés microbiennes chez les abeilles suggère que même les relations longtemps établies entre les hôtes et les bactéries intestinales peuvent être modifiées. Cela pourrait être dû à divers facteurs, y compris l'opportunité pour les bactéries de passer d'un hôte à un autre ou des différences dans la façon dont les bactéries intestinales interagissent avec leurs hôtes, ce qui peut affecter la santé et le fonctionnement général des abeilles.

#Potentiel fonctionnel du microbiote intestinal

Nous avons également exploré si la composition spécifique du microbiote intestinal se traduit par différentes capacités fonctionnelles des bactéries résidant dans les intestins des abeilles. En analysant les gènes présents dans les bactéries intestinales, nous avons pu relier la présence de certaines bactéries à leurs rôles potentiels dans la décomposition des matériaux végétaux et d'autres fonctions.

L'analyse a révélé que le potentiel fonctionnel des bactéries intestinales variait selon les espèces d'abeilles. Certaines espèces d'abeilles, comme A. dorsata, montraient une plus grande variété de gènes liés à la décomposition des sucres végétaux complexes par rapport à d'autres espèces. Cette découverte indique que les bactéries intestinales sont non seulement importantes pour la santé des abeilles, mais jouent aussi un rôle crucial dans la digestion de leur nourriture.

Des différences ont également été notées dans certaines familles d'enzymes responsables de la digestion des composants trouvés dans le pollen. Bien que les cinq espèces d'abeilles partageaient certaines capacités enzymatiques, A. dorsata avait une gamme plus diversifiée de gènes enzymatiques liés à la dégradation de la pectine, un sucre que l'on trouve dans de nombreuses plantes. Cela suggère qu'A. dorsata pourrait avoir adapté son microbiote intestinal pour mieux digérer certaines sources alimentaires spécifiques.

#Conclusion

En résumé, cette étude met en lumière les relations diverses et complexes entre les abeilles et leurs microbes intestinaux. En séquençant les génomes des bactéries intestinales de plusieurs espèces d'abeilles, nous avons appris que les communautés microbiennes sont souvent spécifiques à l'hôte, mais peuvent aussi partager certains éléments généralistes. L'histoire évolutive de ces microbes intestinaux est façonnée par les interactions avec leurs hôtes et des facteurs environnementaux, conduisant à des capacités fonctionnelles uniques entre les différentes espèces d'abeilles.

Alors que les abeilles continuent à faire face à des pressions dues aux changements environnementaux, comprendre les fonctions et les relations de ces communautés microbiennes pourrait aider à développer des stratégies pour maintenir leur santé et soutenir leur rôle essentiel dans les écosystèmes en tant que pollinisateurs. Plus de recherches sont nécessaires pour explorer comment ces relations évoluent et s'adaptent au fil du temps, surtout dans le contexte des changements environnementaux et de la perte de biodiversité.