Les scientifiques ont étudié le caca d’oiseau et ont découvert que lorsque les oiseaux migrent, leurs bactéries intestinales changent

Kirtland
Paruline de Kirtland dans le Michigan

Une paruline de Kirtland dans le Michigan. Crédit : Nathan W. Cooper

Les milliards de bactéries vivant dans nos intestins jouent un rôle crucial dans notre capacité à digérer les aliments et à combattre les maladies. Tous les autres animaux ont également des communautés de bactéries qui vivent à l’intérieur d’eux, que les scientifiques appellent des microbiomes, et en apprendre davantage à leur sujet peut aider les scientifiques à dresser une image plus complète de la façon dont ces animaux interagissent avec le monde. Dans une nouvelle étude de la revue Écologie moléculaire, les chercheurs ont utilisé de minuscules radio trackers pour suivre les mouvements des oiseaux qui ont migré entre les Bahamas et le Michigan, et ils ont découvert que les bactéries intestinales des mêmes oiseaux étaient différentes dans les deux endroits. Et pour comprendre cela, les scientifiques ont dû se rapprocher de beaucoup de caca d’oiseaux.

« Nous avons vu chez d’autres animaux que les microbiomes 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 », explique Heather Skeen, doctorante au Field Museum et au Université de Chicago et l’auteur principal de l’étude sur l’écologie moléculaire avec John Bates et Shannon Hackett du Field Museum, Nathan Cooper du Smithsonian Conservation Biology Institute et Peter Marra de l’Université de Georgetown.

Paruline de Kirtland

Une Paruline de Kirtland dans son habitat de reproduction au Michigan. Crédit : Nathan W. Cooper

“Cette étude montre à quel point nous pouvons en apprendre sur les aspects fondamentaux de la biologie des oiseaux, tels que la migration, de la combinaison de technologies nouvelles et anciennes – le travail sur le terrain et le suivi des oiseaux dans leurs habitats de reproduction, de migration et d’hivernage, aux nouvelles technologies de radiotélémétrie et La prochaine génération ADN séquençage », explique Hackett, conservateur associé au Field Museum.

Alors que des milliers d’espèces d’oiseaux migrent, Skeen et ses collègues se sont concentrés sur une seule pour cette étude : la Paruline de Kirtland, l’un des oiseaux les plus rares au monde. Les parulines de Kirtland sont de minuscules oiseaux chanteurs à poitrine jaune qui passent leurs hivers aux Bahamas et migrent vers le nord du Michigan au printemps, où elles se reproduisent uniquement dans les jeunes forêts de pins gris. Ils ont failli disparaître au 20e siècle, tombant à seulement 167 mâles à l’état sauvage en 1987, mais leurs populations se sont stabilisées grâce à d’intenses efforts de conservation sur les aires de reproduction.

Traqueur radio de la paruline de Kirtland

Une paruline de Kirtland avec un minuscule dispositif de localisation radio sur le dos. Crédit : Heather Skeen

Pourtant, ils sont une rareté dans le monde des oiseaux, et cette rareté, associée à leur extrême rigueur dans les aires de reproduction, en a fait des sujets idéaux pour cette étude. « Nous avons choisi la Paruline de Kirtland parce qu’il y a très, très peu d’espèces d’oiseaux pour lesquelles vous auriez pu suivre des oiseaux individuels à partir de leurs aires de non-reproduction, puis les capturer sur leurs aires de reproduction », explique Skeen. Essayer de suivre des individus d’oiseaux extrêmement communs et largement répandus comme les rouges-gorges aurait été comme essayer de trouver une aiguille dans une botte de foin ; avec les parulines de Kirtland, vous avez le choix entre une botte de foin beaucoup plus petite, répartie sur une zone géographique beaucoup plus petite.

Les chercheurs ont commencé par effectuer des travaux de terrain aux Bahamas, où ils ont attiré les parulines de Kirtland avec des appels d’oiseaux enregistrés et les ont équipés de minuscules dispositifs de localisation radio. Les oiseaux eux-mêmes sont minuscules, environ une demi-once, de sorte que les géolocalisateurs pesaient moins d’un demi-gramme. (Pour le contexte, un sou pèse environ 2,5 grammes.) Après avoir attaché les pisteurs, Skeen et ses collègues ont ensuite placé les oiseaux dans des sacs en papier ciré pendant quelques minutes. Les oiseaux ont rapidement transformé les sacs en leurs propres salles de bain privées. Les parulines ont ensuite été relâchées, laissant Skeen aller dans les sacs et prélever des échantillons de selles.

Quelques mois plus tard, lorsque les oiseaux ont migré des Bahamas vers le Michigan, Skeen et ses collègues ont utilisé un vaste réseau de tours radio automatisées, connu sous le nom de Motus Wildlife Tracking System, pour localiser exactement les mêmes oiseaux qu’ils avaient échantillonnés dans le Bahamas. “Il y avait 12 tours radio réparties dans toute l’aire de reproduction des oiseaux dans le Michigan, et quand l’un de nos traqueurs d’oiseaux sonnait près d’une tour, nous faisions le tour de la plage à l’aide d’une antenne radio portable, à la recherche de l’oiseau”, explique Skeen. « Une fois que nous avons capté le signal, nous sommes sortis de la voiture et nous nous sommes promenés en essayant d’attirer les oiseaux en utilisant des enregistrements de leurs chants. » Lorsque les oiseaux ont volé dans les filets installés par les chercheurs, les scientifiques ont répété la procédure du sac en papier avant de laisser les oiseaux repartir.

Parulines de Kirtland aux Bahamas

Des chercheurs effectuant des travaux sur le terrain, installant des traqueurs radio sur les parulines de Kirtland aux Bahamas. Crédit : Adrienne Dale

Armés de près de deux cents échantillons de crottes d’oiseaux et d’échantillons des mêmes oiseaux aux Bahamas et au Michigan, les chercheurs ont effectué des analyses génétiques des bactéries présentes dans la crotte. Ils ont découvert que les bactéries présentes dans le caca du Michigan étaient différentes des bactéries du caca des Bahamas. Mais, plus important encore, les mêmes oiseaux individuels avaient des bactéries différentes dans leur tube digestif selon l’endroit où ils se trouvaient lorsque le caca a été collecté.

“L’une des parties les plus importantes de cette étude est que nous avons pu recapturer des oiseaux à différentes parties du cycle annuel dans différents endroits, et nous avons cette comparaison un à un de la même population et des mêmes individus et comment leur les microbiomes ont changé », explique Skeen. « Si nous avions testé différents oiseaux individuels, nous n’aurions pas été en mesure de 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. Étant donné que nous examinions exactement les mêmes oiseaux, ces résultats sont beaucoup plus étayés. »

Les résultats de l’étude selon lesquels les microbiomes des oiseaux varient d’un endroit à un autre, même chez les mêmes individus, peuvent aider les scientifiques à comprendre comment fonctionnent les microbiomes des oiseaux. « Nous savons que les microbiomes des oiseaux sont différents de ceux de la plupart des mammifères, mais nous ne savons pas exactement comment ni pourquoi », explique Skeen. Chez la plupart des mammifères, les types de bactéries intestinales présentes sont étroitement liés à l’espèce de l’animal et à son histoire évolutive, mais avec les oiseaux, ces liens semblent plus lâches. Au lieu de cela, des études antérieures ont indiqué que les microbiomes intestinaux des oiseaux ont plus à voir avec l’endroit où ils vivent que leur espèce. « Dans notre étude, nous avons découvert qu’il existe certains groupes de bactéries qui sont probablement transitoires – les oiseaux acquièrent les bactéries de leur nourriture, ils la font caca et c’est parti », explique Skeen. “Ces bactéries ne colonisent pas l’oiseau, elles entrent et sortent.”

Skeen note également que la crise climatique pourrait rendre les microbiomes intestinaux particulièrement importants alors que les animaux tentent de survivre dans des environnements changeants. “Le microbiome intestinal d’un animal est un niveau supplémentaire de diversité moléculaire, et comme le changement climatique mondial modifie les écosystèmes, le microbiome intestinal pourrait être l’une des voies par lesquelles les animaux peuvent s’adapter à l’environnement changeant”, explique Skeen. “Le microbiome intestinal a son propre écosystème unique, et il est mûr pour les découvertes.”

Référence : « Un échantillonnage répété d’individus révèle l’impact des habitats tropicaux et tempérés sur le microbiote d’un oiseau migrateur » 28 septembre 2021, Écologie moléculaire.

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