Les abeilles ont les mêmes microbes intestinaux depuis 80 millions d’années
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Il y a 80 millions d’années, un groupe d’abeilles a commencé à adopter un comportement social tel que le fait d’élever des jeunes, partager les ressources alimentaires ou défendre leur colonie. Aujourd’hui, les descendants de ces “pionniers” sont les abeilles domestiques, les abeilles sans aiguillon et les bourdons. Et toutes ces abeilles contemporaines ont gardé 5 espèces de microbes qui ont évolué avec elles pendant ces 80 millions d’années.
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Ces bactéries, qui vivent dans les intestins des abeilles sociales, se sont transmises de génération en génération depuis 80 millions d’années selon une nouvelle étude menée par des chercheurs de l’université du Texas et publiée dans Science Advances. Les résultats confirment que dans le cas des créatures sociales, comme les abeilles et les humains, les bactéries ne se transmettent pas uniquement pendant la durée de leur vie, mais ces créatures développent une relation particulière avec leurs bactéries au fil du temps.
Le fait est que ces bactéries sont restées avec ces abeilles pendant si longtemps prouvent qu’elles sont une partie essentielle de la biologie des abeilles sociales selon Nancy Moran, une professeure de biologie intégrative. Et cela suggère que la perturbation de ce microbiome, via les antibiotiques ou d’autres facteurs de stress, peut provoquer des problèmes de santé.
La plupart des insectes, incluant les abeilles non sociales, ne possèdent pas de microbes intestinaux spécialisés. Étant donné que ces insectes ont des contacts physiques limités avec leur propre espèce, ils tendent à accueillir les microbes de leur environnement. En revanche, les abeilles sociales passent plus de temps à interagir avec leurs semblables dans la ruche et cela facilite le transfert des microbes d’un individu à un autre. Un mode de vie sociale a permis à la communauté spécialisée de bactéries de se diversifier avec les autres abeilles au fil du temps selon Moran.
Crédit : John S. Ascher
Selon la recherche, le dernier ancêtre commun des abeilles modernes a choisi 5 espèces de bactéries dans son environnement il y a 80 millions d’années. Ces bactéries ont survécu et elles ont évolué à l’intérieur des intestins des abeilles pendant des millions d’années en diversifiant leurs souches pour s’adapter spécifiquement à chaque abeille qui a évolué de cet ancêtre commun. Ces 5 lignées de bactérie forment une partie importante du microbiote intestinal chez les abeilles domestiques et les bourdons, mais leur présence est moins importante chez les abeilles sans aiguillon qui tendent à perdre ces lignées.
Ces bactéries sont indispensables aux abeilles, mais l’inverse est également vrai. Ces bactéries ne peuvent pas vivre sans leurs hôtes. En adaptant leur vie à l’intérieur des abeilles, elles ont perdu leur capacité à vivre dans le monde extérieur. Par exemple, l’intestin de l’abeille possède moins d’oxygène que l’atmosphère. La plupart ne peuvent pas vivre dans les niveaux d’oxygène de l’atmosphère. Ces microbes ne peuvent pas se développer dans le nectar ou la surface d’une plante. Ils doivent être dans l’intestin des abeilles.
C’est la première étude qui cartographie l’évolution des bactéries intestinales dans un groupe d’hôtes qui remonte aussi loin dans le temps. Un autre professeur de l’université du Texas, Howard Ochman, avait remonté la trace de 3 lignées de bactérie jusqu’à 15 millions d’années. Il existe des centaines d’espèces et 3 principaux groupes d’abeilles domestiques. L’Apis mellifera est la principale abeille domestique qu’on utilise pour le miel et la pollinisation des graines. Les abeilles sans aiguillon vivent dans des régions tropicales et subtropicales des Amériques, de l’Asie du Sud-est, de l’Australie et de l’Afrique. Les bourdons vivent principalement dans les climats tempérés du nord dans les Amériques et l’Eurasie.
Waldan Kwong, l’un des chercheurs de l’université de Colombie-Britannique, a voyagé autour de l’Asie pour collecter les abeilles pour cette étude. Il a isolé les bactéries intestinales de 27 espèces d’abeilles (25 sociales et 2 non sociales). Il a séquencé l’ADN de tout le microbiome des abeilles. Pour chaque espèce majeure de la bactérie, l’équipe a construit une phylogénie qui est un arbre généalogique évolutionnaire qui a montré comment les espèces se sont séparées dans des souches distinctes.
L’arbre généalogique évolutionnaire des bactéries intestinales des abeilles – Crédit : Waldan K. Kwong and John. S. Ascher
Une chose remarquable est la similarité et la diversité dans les différents arbres évolutionnaires. Si on prend la phylogénie de l’espèce de bactérie connue comme les Lactobacillus associée avec des abeilles normales et que vous la placez à côté de l’arbre des abeilles sociales, alors vous voyez une grande similarité. Quand une nouvelle espèce d’abeille se détache de ses cousins, de nouvelles souches de bactéries se détachent aussi de leurs cousins dans les intestins. Le résultat est une co-spéciation qu’on peut voir dans les centaines d’espèces d’abeilles sociales modernes avec chacune qui possède ses propres souches de bactéries. Quand une espèce ne peut pas vivre sans son hôte, alors on la considère comme un symbiote. La phylogénie des abeilles correspond à celle du symbiote et on peut dire que la principale source des symbiotes est les autres abeilles. On a un comportement circulaire remarquable qui évite des contaminations nocives et inutiles, car si les microbes provenaient de l’environnement, alors on aurait des bactéries très différentes.
Source : Science Advances (http://advances.sciencemag.org/content/3/3/e1600513)
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[…] Les abeilles ont les mêmes microbes intestinaux depuis 80 millions d’années : Il y a 80 millions d’années, un groupe d’abeilles a commencé à adopter un comportement social tel que le fait d’élever des jeunes, partager les ressources alimentaires ou défendre leur colonie. Aujourd’hui, les descendants de ces « pionniers » sont les abeilles domestiques, les abeilles sans aiguillon et les bourdons. Et toutes ces abeilles contemporaines ont gardé 5 espèces de microbes qui ont évolué avec elles pendant ces 80 millions d’années. Ces bactéries, qui vivent dans les intestins des abeilles sociales, se sont transmises de génération en génération depuis 80 millions d’années selon une nouvelle étude menée par des chercheurs de l’université du Texas et publiée dans Science Advances. Les résultats confirment que dans le cas des créatures sociales, comme les abeilles et les humains, les bactéries ne se transmettent pas uniquement pendant la durée de leur vie, mais ces créatures développent une relation particulière avec leurs bactéries au fil du temps. […]