Des chercheurs de l’UE étudient comment les bactéries, champignons et autres micro-organismes pourraient améliorer la santé des plantes et des animaux.
Par Gareth Willmer
Lorsque le professeur Tom Gilbert et ses collègues étudiaient l’impact de différents régimes alimentaires sur les poulets en 2019, quelque chose d’étrange s’est produit : un lot de poussins a grandi beaucoup plus lentement que lors de deux essais précédents.
Et ce, malgré le fait que les poulets vivaient dans le même environnement hautement contrôlé, avec des régimes et des compléments alimentaires identiques.
Petits changements, grands effets
Alors qu’est-ce qui a changé ? La seule différence possible était que les poussins avaient été exposés à des microbes non identifiés lors de leur voyage depuis le couvoir dans la région espagnole de Catalogne, selon Gilbert, généticien à l’Université de Copenhague au Danemark.
Les microbes ingérés par les poussins auraient fait partie de la vaste gamme de micro-organismes – notamment des bactéries, des champignons et des virus – qui existent dans l’environnement, chez les humains et les animaux et que l’on appelle collectivement le microbiome.
«Cela nous a donné un aperçu extrêmement intéressant de la façon dont de très petites différences dans le microbiome dans les premiers stades de la vie peuvent avoir des répercussions importantes sur le développement d’un animal et de grandes conséquences pour l’élevage», a déclaré Gilbert.
Les recherches menées par son équipe faisaient partie d’un projet financé par l’UE visant à étudier l’impact des aliments et des suppléments sur le microbiome et, à terme, sur la santé des poulets et des saumons.
Appelé HoloFoodle projet s’est terminé en avril 2023 après près de quatre ans et demi.
La façon dont la génétique des animaux et leur microbiome interagissent est un domaine de recherche en croissance rapide connu sous le nom d’hologénomique. Le mot vient du terme « holobionte », qui décrit une espèce hôte et l’ensemble des microbes et autres espèces vivant dans ou autour d’elle dans un mini écosystème.
Les microbes présents dans l’environnement colonisent l’intestin d’un animal dès sa naissance, créant ainsi une communauté regorgeant de milliards de bactéries, virus et champignons à la fois bénéfiques et potentiellement nocifs.
Le microbiome d’une personne ou d’un animal a une grande influence sur la santé, affectant la croissance et les réponses immunitaires et régulant l’apport en nutriments. On pense même que cela affecte comportement humain, y compris les interactions sociales. Pendant ce temps, les microbes présents dans les plantes et le sol affectent la croissance et la résilience des cultures.
Des tripes plus vertes
Trouver des moyens d’optimiser le microbiome pourrait être un moyen de garantir une alimentation plus saine à une population mondiale croissante.
Cela pourrait également atténuer l’impact environnemental de l’agriculture en réduisant le besoin d’engrais, d’antibiotiques et d’autres produits chimiques.
La recherche dans ce domaine fait partie du programme européen Alimentation 2030 initiative qui vise à favoriser une transition vers une alimentation plus verte, plus saine et plus accessible.
La science sur la manière exacte dont les microbes pourraient être exploités pour améliorer la santé, la productivité et la qualité de la production agricole en est encore à ses débuts.
Aidé par les progrès du séquençage de l’ADN qui apportent un meilleur éclairage sur les communautés microbiennes, HoloFood a jeté les bases d’une meilleure compréhension de l’impact des substances et compléments alimentaires sur le microbiome et, à terme, sur la santé animale.
Ce type de recherche pourrait éventuellement contribuer au développement d’une production alimentaire durable.
Lors des essais, les poissons nourris avec des algues et des moules – des additifs plus durables et des alternatives protéiques aux aliments traditionnels – se sont révélés tout aussi sains et ont tout aussi bien grandi.
« C’est en fait une grande victoire car cela signifie que vous pouvez remplacer des produits alimentaires comme le soja importé », a déclaré Gilbert.
Des réponses locales
Un autre projet financé par l’UE, SIMBAa produit des résultats similaires au cours de sa période de cinq ans jusqu’à fin octobre 2023.
Les chercheurs ont découvert qu’une partie de l’alimentation traditionnelle pour poissons à base de soja peut être remplacée par un mélange de farine de colza et d’algues plus durables et d’origine locale, sans effet négatif sur le microbiome intestinal.
Cela offre la promesse de développer des sources d’aquaculture dans l’UE plutôt que d’importer de grandes quantités de soja des Amériques, selon le Dr Anne Pihlanto, chercheuse en alimentation et bioproduits à l’Institut des ressources naturelles de Finlande à Helsinki.
« Les poissons ont bien grandi avec l’alimentation alternative, ce qui suggère qu’une partie du soja peut être remplacée par des matériaux disponibles ici en Europe », a déclaré Pihlanto, qui dirige SIMBA.
Comprendre les communautés microbiennes pourrait également contribuer à rendre d’autres formes de production alimentaire – telles que la culture – plus durables.
Les chercheurs ont étudié comment les microbes affectent la croissance et la résistance à certaines maladies ou conditions environnementales comme la sécheresse. Les répercussions sont potentiellement énormes.
« Si nous parvenons à trouver les bons microbes, ils pourraient contribuer à remplacer au moins en partie les engrais, améliorant ainsi la résilience du système alimentaire », a déclaré Pihlanto.
Résilience des plantes
Les chercheurs ont découvert que l’inoculation de plantes d’Arabidopsis – souvent utilisées comme organismes modèles – avec un mélange de quatre espèces microbiennes particulières a entraîné une tolérance accrue à la sécheresse. Cela laisse entrevoir un potentiel d’amélioration de la résistance dans d’autres cultures également.
Ils ont identifié d’autres mélanges microbiens qui favorisaient la croissance du blé – peut-être en améliorant l’absorption de l’azote – et amélioraient le rendement des pommes de terre cultivées dans les marais salants.
Les implications de l’exploitation de l’eau de mer pour l’irrigation dans les régions du monde impropres à la culture sont potentiellement importantes.
Des projets comme HoloFood et SIMBA ont ouvert le champ de recherches futures sur la manière dont les microbes peuvent rendre la production alimentaire plus saine et meilleure pour la planète.
Les connaissances générées par les deux projets sont disponibles sur le Portail de données HoloFood et le SIMBA base de données en libre accèscomplétant les informations sur le microbiome provenant également d’autres initiatives de recherche financées par l’UE, notamment 3D-omique et TrouverPheno.
« J’espère que les connaissances continueront à s’améliorer afin que nous sachions quels types de microbes nous devrions utiliser à différents endroits », a déclaré Pihlanto. «Nous avons encore besoin de beaucoup de connaissances supplémentaires.»
La recherche présentée dans cet article a été financée par l’UE. Les opinions des personnes interrogées ne reflètent pas nécessairement celles de la Commission européenne.
ALIMENTATION 2030
L’UE cherche à stimuler une transition vers des systèmes alimentaires durables, sains et inclusifs grâce à son cadre politique de recherche et d’innovation connu sous le nom de «Alimentation 2030».
Alimentation 2030 repose sur la prise de conscience que les modes de production et de consommation actuels sont affectés et contribuent à des crises telles que la malnutrition, le changement climatique, la perte de biodiversité et la rareté des ressources.
Le cadre rassemble des acteurs de la recherche et de l’innovation dans différents domaines pour relever des défis interconnectés grâce à une approche systémique et multi-acteurs.
Les principaux objectifs comprennent le développement de connaissances et de solutions efficaces favorisant une alimentation saine et durable ; des systèmes alimentaires respectueux du climat, respectueux de l’environnement et circulaires ; et des communautés résilientes et autonomes. D’autres objectifs majeurs sont d’encourager de nouveaux modèles commerciaux, le renforcement des capacités et l’éducation pour une transition juste et équitable des systèmes alimentaires respectant les frontières planétaires.
Cet article est pertinent pour le parcours Food 2030 sur le monde du microbiome.
Plus d’informations
Cet article a été initialement publié dans Horizonle magazine européen de la recherche et de l’innovation.
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