Le Rôle des Bactéries dans la Santé des Poissons
Une étude examine comment les bactéries intestinales des poissons s'adaptent aux environnements pollués.
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Table des matières
Les poissons et leurs petites bactéries bossent souvent ensemble de façons qui peuvent influencer leur vie et leur croissance. Cette relation devient de plus en plus importante à étudier, surtout avec les changements d'environnement causés par les activités humaines. La combinaison du poisson et de ses bactéries s'appelle un "holobionte" et il vaut mieux le voir comme une seule unité plutôt que comme des parties séparées.
Rôle des Communautés Microbiennes chez les Poissons
Les communautés microbiennes, ou groupes de petits organismes comme les bactéries, jouent un gros rôle dans la biologie des poissons. Ces communautés peuvent influencer comment les poissons grandissent, se développent et se comportent. Ça veut dire que des changements dans la communauté bactérienne peuvent aussi changer comment les poissons s'adaptent à leur environnement.
Les poissons sont de bons modèles pour étudier ces interactions parce qu'ils vivent dans de l'eau pleine de microbes. Leur intestin est peuplé de plein de types de bactéries qui aident à décomposer la nourriture, réguler le système immunitaire, et même influencer le développement des nerfs et du cerveau des poissons.
Avec la Pollution et d'autres changements environnementaux, la composition de ces communautés microbiennes peut changer rapidement. Des études récentes montrent que des facteurs comme la saison de l'année, ce que mangent les poissons, et combien de poissons sont dans un même endroit peuvent tous influencer les types de bactéries trouvées dans les intestins des poissons. Les scientifiques veulent savoir si les changements dans la communauté microbienne sont principalement dus à l'environnement ou au poisson lui-même.
Un Poisson Particulier : Le Mummichog
Le mummichog, un petit poisson qu'on trouve dans les zones côtières, est un exemple important pour étudier ces interactions. Ce poisson est unique parce qu'il a beaucoup de Diversité génétique, ce qui l'aide à survivre dans différentes environnements comme les eaux polluées ou les zones avec différents niveaux de sel. Comme les mummichogs se trouvent dans diverses conditions, ils sont idéaux pour étudier comment l'environnement et la génétique affectent les bactéries vivant dans leurs intestins.
Pollution et ses Effets
Malgré ce qu'on sait, il y a encore plein de trucs qu'on ne comprend pas sur comment les mummichogs s'adaptent aux environnements pollués, surtout en ce qui concerne leurs Bactéries intestinales. Beaucoup de cours d'eau, surtout sur la côte Atlantique des États-Unis, sont pollués par des substances nocives comme des produits chimiques des usines. Les mummichogs qui vivent dans ces zones polluées ont montré qu'ils peuvent s'adapter à des niveaux élevés de toxines.
Les recherches montrent que la façon dont les mummichogs tolèrent ces substances nocives est liée à des changements dans leur génétique. Notamment, les polluants pourraient aussi changer les bactéries dans les intestins des poissons, soit en réduisant le nombre de certaines bactéries, soit en modifiant le fonctionnement du corps du poisson.
Étudier les Mummichogs
Dans une étude récente, des chercheurs ont comparé les bactéries dans les mummichogs vivant dans deux environnements différents : Scorton Creek, moins pollué, et le port de New Bedford, très pollué. Les poissons du port de New Bedford se sont adaptés aux niveaux élevés de pollution dans leur habitat. Les chercheurs voulaient voir comment ces différents environnements influençaient les types de bactéries vivant chez les poissons.
Ils ont collecté des mummichogs adultes des deux endroits et ont aussi étudié des poissons élevés en laboratoire dans des conditions contrôlées. L'objectif était de voir si les différences de bactéries observées chez les poissons sauvages persistaient même quand ces poissons étaient élevés dans des conditions similaires.
Principales Découvertes
L'étude a révélé d'importantes différences dans les bactéries vivant dans les intestins des mummichogs des deux endroits. Les poissons sauvages du port pollué avaient une plus grande diversité de bactéries comparés à ceux du ruisseau plus propre. Ça suggère que l'exposition à la pollution pourrait entraîner plus de changements dans le microbiome intestinal comparé aux poissons dans des environnements plus sains.
De plus, les bactéries dans les intestins des poissons élevés en laboratoire étaient différentes de celles des poissons sauvages, montrant comment la captivité influence les communautés microbiennes. Même si les mummichogs des deux populations étaient élevés dans des conditions similaires en laboratoire, les poissons sauvages avaient des bactéries distinctes basées sur leurs habitats originaux.
Diversité dans les Populations de Poissons
Les chercheurs ont mesuré la diversité des bactéries dans les intestins des poissons en utilisant plusieurs méthodes. Ils ont trouvé que les mummichogs sauvages de la zone polluée avaient un nombre beaucoup plus élevé de types de bactéries par rapport à ceux du ruisseau propre. Curieusement, même si les poissons élevés en laboratoire étaient tous gardés dans les mêmes conditions, ils montraient encore des différences dans les bactéries intestinales basées sur leurs populations d'origine.
Un résultat surprenant était que la composition des bactéries intestinales chez les poissons de la zone polluée laissait entendre une “dysbiose”, un état où l'équilibre entre les bonnes et mauvaises bactéries est perturbé, ce qui peut indiquer du stress ou des problèmes de santé. En revanche, les poissons du ruisseau plus propre avaient une composition bactérienne plus stable.
Impacts de l'Environnement
Les résultats montrent que les facteurs environnementaux jouent un rôle important dans la formation du microbiome intestinal des mummichogs. Les poissons dans les eaux polluées peuvent ressentir du stress qui altère leurs bactéries intestinales. Ces changements peuvent affecter leur santé et leur capacité à faire face à leur environnement.
Les chercheurs ont aussi regardé comment la structure des réseaux bactériens dans l'intestin pourrait différer selon l'origine des poissons. Les mummichogs du port de New Bedford avaient une communauté de bactéries plus complexe et interconnectée, tandis que les bactéries chez les autres poissons étaient organisées en groupes plus petits et moins connectés.
Importance des Interactions Microbiennes
L'étude a souligné le besoin de comprendre comment les différentes bactéries travaillent ensemble dans l'intestin. Les interactions entre microbes sont cruciales pour la santé globale des poissons. Un microbiome intestinal instable pourrait entraîner des problèmes de digestion, d'immunité et de bien-être général.
En analysant les bactéries et comment elles interagissent, les chercheurs peuvent en apprendre davantage sur la santé des poissons dans des environnements pollués. C'est un domaine de recherche important, surtout en ce qui concerne comment les changements environnementaux impactent la santé de la vie aquatique.
Directions Futures
Bien que cette recherche apporte des insights précieux, elle soulève aussi de nouvelles questions. L'étude n'a examiné que deux populations de mummichogs, donc il est important d'élargir l'enquête à d'autres espèces et environnements. Les recherches futures pourraient impliquer des approches expérimentales pour mieux comprendre les interactions hôte-microbe et les effets de divers polluants sur les microbiomes intestinaux des poissons.
Comprendre comment les poissons s'adaptent aux environnements changeants nécessitera aussi un examen plus approfondi de la génétique impliquée et comment cela influence les bactéries intestinales. Cette recherche pourrait mener à de meilleures stratégies de conservation pour les espèces de poissons affectées par la pollution et le changement climatique.
Conclusion
L'étude des mummichogs et de leurs bactéries intestinales met en lumière les relations complexes entre les poissons et leurs conditions environnementales. Alors que la pollution continue de mettre à l'épreuve les écosystèmes aquatiques, comprendre ces relations devient encore plus crucial. En étudiant comment les poissons et leurs bactéries coexistent, les chercheurs peuvent obtenir des informations plus profondes sur la santé de nos environnements aquatiques et des organismes qui y habitent.
À mesure que nous avançons dans notre compréhension des communautés microbiennes, nous pouvons mieux protéger nos systèmes d'eau et la vie diversifiée qu'ils soutiennent. Des poissons comme le mummichog servent d'indicateurs cruciaux de la santé environnementale et peuvent guider nos efforts de conservation pour les générations futures.
Titre: Environmental and Population influences on Mummichog (Fundulus heteroclitus) Gut Microbiomes
Résumé: The mummichog, Fundulus heteroclitus, an abundant estuarine fish broadly distributed along the eastern coast of North America, has repeatedly evolved tolerance to otherwise lethal levels of aromatic hydrocarbon exposure. This tolerance is linked to reduced activation of the aryl hydrocarbon receptor (AHR) signaling pathway. In other animals, the AHR has been shown to influence the gastrointestinal-associated microbial community, or gut microbiome, particularly when activated by the model toxic pollutant 3,3,4,4,5-pentachlorobiphenyl (PCB-126) and other dioxin-like compounds. In order to understand host population and PCB-126 exposure effects on mummichog gut microbiota, we sampled two populations of wild fish, one from a PCB-contaminated environment (New Bedford Harbor, MA) and the other from a non-polluted location (Scorton Creek, MA), as well as laboratory-reared F2 generation fish originating from each of these populations. We examined the bacteria and archaea associated with the gut of these fish using amplicon sequencing of small subunit ribosomal RNA genes. Fish living in the PCB-polluted site had high microbial alpha and beta diversity and an altered microbial network structure compared to fish from the non-polluted site. These differences between wild fish were not present in laboratory-reared F2 fish that originated from the same populations. Microbial compositional differences existed between the wild and lab-reared fish, with the wild fish dominated by Vibrionaceae and the lab-reared fish by Enterococceae. These results suggest that mummichog habitat and/or environmental conditions has a stronger influence on the mummichog gut microbiome compared to population or hereditary-based influences. Mummichog are important eco-evolutionary model organisms; this work reveals their importance for exploring host-environmental-microbiome dynamics.
Auteurs: Lei Ma, M. E. Hahn, S. I. Karchner, D. Nacci, B. W. Clark, A. Apprill
Dernière mise à jour: 2024-01-27 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.26.577513
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.26.577513.full.pdf
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