Microbiote : définition, fonctions et exemples

Le microbiome désigne une communauté de microorganismes qui occupe un habitat défini. Lorsque l’on parle de microbiome, il faut prendre en compte non seulement les micro-organismes eux-mêmes mais aussi leur activité, c’est‑à‑dire la manière dont ils interagissent entre eux et avec leur environnement.

Ainsi, le microbiome constitue un microécosystème dynamique qui implique les génomes et métabolites variés de la communauté microbienne et les conditions ambiantes auxquelles ils sont soumis. Le microbiome s’intègre dans des macroécosystèmes complexes, comme par exemple l’être humain.

Il existe un terme proche qu’il ne faut pas confondre avec microbiome : la microbiote. La microbiote est définie comme l’ensemble des microorganismes – bactéries, archées, algues unicellulaires, champignons – qui habitulent un environnement spécifique, par exemple le côlon chez l’homme. Ainsi, la différence entre microbiote et microbiome est que ce dernier intègre les interactions entre les organismes et leur environnement, c’est-à-dire que le terme microbiome englobe la microbiote et son activité.

Le microbiome humain varie d’une personne à l’autre car les communautés bactériennes dépendent d’un ensemble de facteurs tels que l’humidité, la température et les nutriments qui déterminent leur survie. De plus, la colonisation bactérienne se produit tout au long du cycle de vie: les communautés présentes chez le nouveau-né ne seront pas les mêmes que chez l’adulte en raison de l’âge, du régime alimentaire, du développement hormonal, de la maturité sexuelle, etc.

Le microbiome peut être modifié par l’utilisation de médicaments tels que les antibiotiques, des variations alimentaires, le stress, parmi de nombreux autres facteurs. Il existe des maladies qui peuvent résulter d’un déséquilibre du microbiome, comme le diabète, les allergies, les maladies gastro-intestinales, l’arthrite et même le cancer.

Parmi les fonctions du microbiome dans le corps humain figurent :

• Digestion : les bactéries présentes dans le microbiome intestinal aident à dégrader les glucides complexes présents dans les parois cellulaires des végétaux, tels que la cellulose, l’hémicellulose et la pectine, facilitant ainsi la digestion.
• Système immunitaire : les bactéries peuvent « indiquer » aux lymphocytes quelles cellules sont bénéfiques et lesquelles sont nuisibles (antigènes) et, de cette manière, déterminer lesquelles vont prédominer dans cet environnement.
• Protection contre les pathogènes : les bactéries présentes dans les microbiomes de la peau, de la cavité buccale, des voies respiratoires et vaginales protègent les muqueuses contre la prolifération de microorganismes pathogènes en agissant comme une barrière physique et chimique.

Un exemple notable de microbiome est la rhizosphère, la portion du sol adjacente aux racines des plantes où de multiples interactions ont lieu. Un autre exemple est la phyllosphère, où des communautés de micro-organismes comme des bactéries et des champignons se développent et interagissent à la surface des feuilles.

Ces microbiomes végétaux peuvent remplir les fonctions suivantes :

• Cycle des nutriments : les micro-organismes, par des processus tels que la minéralisation, l’immobilisation et la solubilisation, apportent des nutriments que les plantes peuvent utiliser.
• Croissance végétale : les micro-organismes produisent des substances qui stimulent la croissance des plantes, comme les gibbérellines et les auxines.
• Protection : la communauté microbienne protège les racines des plantes contre les pathogènes grâce à la production d’antibiotiques et peut aussi détoxifier des substances toxiques sécrétées par certaines plantes pouvant nuire à d’autres organismes.
• Simbiose : les micro-organismes peuvent former des associations symbiotiques mutuellement bénéfiques avec les végétaux, favorisant leur croissance et leur développement.
• Rémédiation : à partir des microbiomes présents dans le sol et en association avec les plantes, il est possible de traiter des sols et des eaux contaminés et d’améliorer ainsi leur qualité.

Dans les océans, il existe une grande diversité de microorganismes qui vivent en association avec divers hôtes, formant ainsi différents microbiomes. On peut trouver des exemples allant d’organismes invertebrés comme les éponges marines à des vertébrés de grande taille comme les requins. Examinons quelques exemples et leurs fonctions dans les écosystèmes aquatiques :

• Cycle et stockage des nutriments: selon des études, les microbiomes des éponges marines, par exemple, contribuent au cycle des nutriments tels que l’azote dans les océans, et stockent aussi des nutriments comme le phosphore sous forme de phosphates. Ils jouent aussi un rôle clé dans la conversion du carbone dissous libéré par d’autres organismes en carbone organique disponible pour les hétérotrophes.
• Défense: dans divers organismes marins tels que les coraux, des bactéries présentes sur leurs couches superficielles produisent des composés antibactériens évitant ainsi une infection possible. Chez les baleines et autres cétacés, leur microbiome cutané agit comme une barrière physique protégeant l’animal de l’environnement externe et il constitue aussi un indicateur de leur santé, et par extension de celle de l’écosystème.

Il convient de noter que dans cet article nous mentionnons seulement quelques-uns des nombreux exemples qui existent dans la nature, car ils sont extrêmement variés. Par ailleurs, ne manquez pas la prochaine vidéo d’EcologieVerde pour découvrir davantage sur les écosystèmes aquatiques.

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