Des chercheurs de Vanderbilt réimaginent l’œuvre de Charles Darwin en expliquant comment l’origine des espèces pourrait dépendre en grande partie du microbiome – l’ensemble des bactéries, virus, champignons et autres organismes – vivant dans ou sur un corps hôte.
Darwin Sur le Origine des espèces a avancé une thèse séminale et révolutionnaire pour les sciences de la vie en 1859 : Les populations ayant un ancêtre commun évoluent au fil du temps avec suffisamment de changements pour devenir des espèces différentes qui ne peuvent plus se reproduire avec succès. Ce processus de descendance avec modification se poursuit au fil du temps pour produire des lignées de nouvelles espèces. Darwin a qualifié le processus de transformation d’une espèce en deux espèces de “mystère des mystères”.
Plus de 160 ans plus tard, les sciences de la vie connaissent une deuxième révolution fondée sur la connaissance nouvellement acquise que toutes les espèces végétales et animales sont des hôtes stables ou temporaires d’un microbiome vivant dans ou sur le corps.
Un essai et une revue de la littérature rédigés par Asia Miller, chercheur de SyBBURE et étudiante en sciences biologiques, et co-signés par Seth Bordenstein, titulaire de la chaire du centenaire en sciences biologiques, professeur de sciences biologiques et directeur du Vanderbilt Microbiome Innovation Center, imaginent comment certains chapitres de l’ouvrage de Darwin, intitulé “Le microbiome de l’homme”, peuvent être interprétés. Origine des espèces auraient l’air avec notre compréhension actuelle du microbiome associé à l’hôte.
L’article comprend des exemples montrant comment le microbiome d’un hybride – la progéniture de deux espèces – peut être différent et potentiellement dangereux de celui de ses deux espèces parentales. “Le domaine du microbiome est relativement nouveau mais déjà riche en recherches et en idées. Grâce à ces travaux, nous mettons l’accent sur les divers rôles des micro-organismes en biologie animale et sur le fait que tous les microbiomes ne conviennent pas à tous les hôtes”, a déclaré M. Miller, qui est également président et fondateur de la Vanderbilt University Microbiome Society.
Pourquoi c’est important
Ces travaux montrent que les preuves que les microbiomes sont des agents de spéciation de l’hôte ont atteint un point de basculement pour les microbiologistes, les biologistes de l’évolution, les chimistes, les immunologistes et les biologistes du développement. Il ouvre la voie à une phase plus intégrative d’études, de financements et de réunions axés sur les interactions hôte-microbe qui façonnent l’origine des espèces.
“Nous avons compilé un riche résumé des preuves qui montrent que les hybrides générés entre différentes espèces animales étroitement liées – y compris les acariens, les mouches, les guêpes, les poissons, les souris, les cerfs et les chevaux – ont des microbiomes différents de leurs parents. Nous avons montré que certains des hybrides souffrent ou même meurent à cause de ces microbiomes altérés, ce qui ajoute un poids cumulatif à la preuve que les microbiomes associés à l’hôte ne doivent plus être négligés en tant que composantes de la compréhension de l’origine des espèces”, a déclaré Miller.
Prochaines étapes
Miller et sa co-auteure, Karissa Cross, chercheuse postdoctorale à la NSF, étudieront le microbiome des animaux suivants : les oiseaux, les poissons et les plantes. Nasoniaun genre de guêpes parasitoïdes. Certains hybrides Nasonia ne survivent pas en raison de la différence entre leur microbiome et celui de leurs parents.
À long terme, les chercheurs aimeraient que ce point d’inflexion dans la discipline contribue à un engagement accru de la recherche sur le microbiome et ses effets sur la spéciation, que Darwin considérait comme la grandeur, la plus belle et la plus merveilleuse, a déclaré M. Miller.
Référence : “The Role of the Microbiome in Host Hybridization and Speciation” par Asia K. Miller, Camille S. Westlake, Karissa L. Cross, Brittany A. Leigh et Seth R. Bordenstein, 26 octobre 2021, PLOS Biology.
DOI: 10.1371/journal.pbio.3001417
Ce travail a été soutenu par le Vanderbilt Microbiome Innovation Center, une bourse du Searle Undergraduate Research Program, la bourse postdoctorale NIH Ruth Kirschstein F32 AI140694-03, et la bourse de recherche postdoctorale NSF en biologie subvention 201069.
L’ancienne chercheuse postdoctorale Brittany A. Leigh et l’ancienne étudiante de premier cycle en sciences biologiques Camille S. Westlake sont co-auteurs de cet essai.
