Une équipe de l'université Tufts a testé l'idée que des interactions simples entre paires d'espèces permettent de prédire la composition de communautés microbiennes plus complexes. Publiée dans Ecology, l'étude répond aux critiques selon lesquelles les modèles par paires manquent de réalisme quand ils reposent sur des assemblages artificiels ou des conditions de laboratoire peu représentatives.
Les chercheurs ont isolé des microbes directement à partir de levains domestiques. Ils ont mesuré la croissance de chaque espèce seule, puis en paires, construit un modèle basé sur ces mesures et l'ont évalué sur des communautés allant jusqu'a0a0neuf espèces cultivées ensemble en boîtes de laboratoire. Le modèle a prédit de façon fiable la coexistence et l'abondance relative dans de nombreux mélanges; seulement deux espèces ont dévié des prévisions.
Les auteurs ont amélioré les prédictions en ajustant le modèle pour tenir compte du cycle réel du levain. Quand les boulangers mélangent farine et eau, des levures sauvages et des bactéries lactiques croissent; sur une période d'une ou deux semaines la préparation est nourrie chaque jour, puis une portion est utilisée et le reste renouvelé, produisant des cycles répétés de baisse puis de reprise des populations. Comme l'explique Lawrence Uricchio, sans ces réductions répétées les paramètres d'interaction étaient moins performants. Kasturi Lele ajoute que certaines espèces peuvent éliminer d'autres tout en croissant très lentement, mais les réductions répétées montrent que cette croissance lente n'est pas toujours suffisante pour chasser les rivales.
Les chercheurs évoquent des applications pour des situations où les populations s'effondrent puis se rétablissent, par exemple:
- traitements antibiotiques réduisant les microbes intestinaux
- assainissement d'e9quipements de transformation des aliments et de9sinfection des chambres d'hf4pital
- perturbation des microbes du sol par des pesticides
Les communautés de levain domestiques semblent stables et résistantes aux invasions. L'équipe travaille maintenant sur des modèles qui inte8grent l'e9volution microbienne, car celle-ci pourrait modifier les proprie9te9s d'un levain ou faire évoluer le microbiote intestinal d'une personne au fil du temps. Sourcea0: Tufts University.
Mots difficiles
- prédire — dire à l'avance ce qui va arriver
- modèle — représentation simplifiée d'un système réel
- levain — préparation fermentée utilisée pour faire du painlevains
- réduction — diminution de la taille ou du nombreréductions
- coexistence — existence simultanée de plusieurs espèces
- microbiote — ensemble de microbes vivant dans un organe
Astuce : survolez, mettez le focus ou touchez les mots en surbrillance dans l’article pour voir des définitions rapides pendant que vous lisez ou écoutez.
Questions de discussion
- Selon vous, quelles limites restent pour l'utilisation de modèles par paires dans des environnements naturels ?
- Comment les cycles de baisse puis de reprise des populations peuvent-ils influencer l'efficacité d'un traitement antibiotique ?
- Pourquoi intégrer l'évolution microbienne dans les modèles pourrait-il changer les prédictions pour un levain ou le microbiote intestinal ?
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