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Tu aimeras tes microbes comme toi-même

 | 
Philippe Sansonetti

Faisons le rêve, ou plutôt le cauchemar, d’un monde soudain privé de microbes

Texte intégral

  • 1  Voir Pierre-Alain Maron et al., « High microbial diversity promotes soil ecosystem functioning », (...)

1Imaginons non pas la bactérie Andromède hypervirulente et résistante de Michael Crichton, débarquant de l’espace et envahissant la planète, mais un bactériophage tueur de bactéries « super-serial-bacterial-killer » (SSBK) d’un spectre si large et d’une bactéricidie si efficace qu’il assurerait en un court laps de temps une éradication réglée incontrôlable des bactéries et archées dans tous les écosystèmes de la planète, qu’ils soient terrestres ou océaniques. Une telle catastrophe nous révélerait brutalement le rôle majeur des bactéries dans l’équilibre du vivant1.

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  • 2  Voir Philippe Sansonetti, « War and peace at mucosal surfaces », Nature Reviews Immunology, vol. 4 (...)

2La seule conséquence favorable, a priori, serait la disparition des maladies infectieuses d’origine bactérienne, l’élimination de la « face visible » du monde microbien. Mais demeureraient bien sûr les infections fongiques et virales… Ces dernières pourraient même être aggravées par l’absence de bactéries tant il est maintenant évident que le microbiote exerce un effet protecteur contre les infections, y compris virales, par l’établissement d’une barrière à la colonisation des surfaces muqueuses par d’autres pathogènes et, indirectement, par la stimulation des fonctions innées et adaptatives du système immunitaire2.

  • 3  Voir Jack A. Gilbert et Josh D. Neufeld, « Life in a world without microbes », PLoS Biology, vol.  (...)

3La « face cachée » du monde microbien apparaîtrait cependant très rapidement avec l’émergence d’une catastrophe écologique massive et globale, du fait de son rôle dans l’équilibre des fonctions physiologiques fondamentales qui assurent croissance, développement et survie des êtres vivants, qu’il s’agisse de la flore ou de la faune. L’arrêt brutal d’une symbiose issue d’un milliard d’années de coévolution créerait une situation de rupture sans précédent. Peu de solutions pour échapper à ce désastre existeraient sur le court terme, sauf « miracle » d’activation de voies alternatives imprévues ou de découverte, en état d’urgence, de solutions palliatives3. Il n’est cependant jamais interdit de rêver, au moins pour certains écosystèmes particulièrement robustes et résilients…

  • 4  Voir Leonardo Curatti et Luis M. Rubio, « Challenges to develop nitrogen-fixing cereals by direct (...)

4Pour ce qui concerne le monde végétal, on assisterait à une interruption des processus de symbiose qui permettent la fixation d’azote essentielle à la synthèse des acides aminés végétaux. Ceci porterait sur les deux formes de cette symbiose plantes-microbes : la rhizosphère – c’est-à-dire les bactéries telluriques proches des racines – et la symbiose nodulaire propre aux plantes légumineuses (lentilles, haricots, pois, fèves, soja) – riches en protéines végétales et base alimentaire majeure de certaines populations – assurée par des espèces bactériennes du genre Rhizobium qui stimulent la formation de nodules aux dépens des racines dans lesquelles les bactéries saprophytes se développent. Les conséquences de la dégénérescence globale de la flore seraient multiples avec, sur le court terme, une crise alimentaire dramatique et des effets en chaîne faciles à imaginer au niveau géopolitique. Des interventions compensatoires seraient possibles, sous la forme d’un « plan B » établi en urgence, pour nourrir la planète. Néanmoins, serait-ce réaliste au vu de l’ampleur de la catastrophe ? Abandon de la culture des légumineuses pour un « tout céréales » (blé, riz) dont la fertilisation est plus facile, mais au prix d’une utilisation massive d’engrais azotés produits chimiquement (ammoniac et nitrates) ; développement rapide de plantes génétiquement modifiées fixatrices d’azote4… Au-delà de l’impossibilité probable de produire suffisamment d’engrais azotés pour satisfaire les nécessités alimentaires de l’ensemble de la planète, on imagine le désastre écologique infligé au sous-sol, aux nappes phréatiques des régions concernées, et vraisemblablement sans espoir de retour…

5Le désastre ne serait pas moins grand du côté de la faune, en particulier des animaux domestiques, avec une perte de la capacité des ruminants à hydrolyser et à fermenter la cellulose, la crise de production de lait et de viande aggravant, s’il en était besoin, la crise alimentaire globale. La fourniture aux animaux de cocktails d’enzymes cellulolytiques et fermentaires, fabriqués grâce au génie génétique, pourrait remplacer partiellement les enzymes bactériennes absentes, mais à un coût exorbitant car les bactéries productrices auraient disparu. Cette approche substitutive ne serait évidemment pas abordable pour les pays les plus pauvres, où le bétail serait frappé de malnutrition et subirait des pertes massives, qui toucheraient en particulier très probablement la volaille, principale source de protéines animales sur la planète. Sans oublier la survenue d’une crise majeure de l’eau potable à cause de la pollution des nappes phréatiques par les engrais délivrés larga manu pour fertiliser un humus devenu stérile. À ces décès animaux s’ajouterait l’arrêt de la décomposition des cadavres et des végétaux morts. Ces cadavres ne sentiraient plus mauvais cependant. Piètre consolation… Mais cette absence de décomposition naturellement effectuée dans la nature, surtout grâce aux bactéries, réduirait massivement la chaîne de recyclage des nutriments, contribuant, là encore, à la crise alimentaire globale. Les eucaryotes monocellulaires (amibes) et multicellulaires (champignons), ainsi que certaines espèces d’insectes, sous réserve qu’elles ne soient pas elles-mêmes affectées, pourraient en partie assurer ce recyclage, mais jusqu’à quel point ? Il est impossible de le prédire.

6Pour achever d’aggraver la situation, la biodégradation naturelle des polluants dans l’environnement, effectuée par les bactéries, disparaîtrait, avec un impact considérable – particulièrement dans les environnements industriels – sur la qualité de l’eau, les stations d’épuration perdant une grande partie de leur capacité d’assainissement. Une augmentation de la génotoxicité environnementale serait à craindre : elle aurait des conséquences sanitaires évidentes comme l’infertilité, l’accroissement des maladies génétiques et des cancers. Y remédier serait extrêmement complexe.

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7En résumé, il est possible de définir deux scénarios principaux : un scénario « pessimiste » menant à un collapsus total de la vie végétale et animale (étiolement des forêts et destruction de la flore microbienne océanique, en particulier des cyanobactéries, qui provoqueraient une accumulation massive de CO2 et accéléreraient le réchauffement climatique) ; un scénario « optimiste » menant à un appauvrissement massif, difficilement réversible, en richesse et diversité des espèces vivantes (survie de « poches » d’être vivants pendant quelques siècles). L’effet sur les grands équilibres populationnels de la disparition brutale de nombreuses espèces d’insectes vivant d’une symbiose bactérienne intestinale fixatrice d’azote est imprévisible, tout comme le poids, à court et moyen terme, de la précarité de la santé des espèces survivantes (dénutrition, chute de fécondité, maladies virales, cancers…). Enfin, il ne faut pas négliger le chaos social, les tensions et désordres planétaires liés à la pénurie en aliments et en eau potable.

8C’était un cauchemar, réveillons-nous ! Il n’y aura probablement jamais de bactériophage SSBK s’attaquant à l’ensemble du monde procaryote et aux archées. Néanmoins, la science-fiction aide souvent à la réflexion, à l’anticipation et, éventuellement, à l’action, car la réalité peut parfois dépasser la fiction.

Notes

1  Voir Pierre-Alain Maron et al., « High microbial diversity promotes soil ecosystem functioning », Applied and Environmental Microbiology, vol. 84, 2018, p. e02738-17 (DOI : 10.1128/AEM.02738-17).

2  Voir Philippe Sansonetti, « War and peace at mucosal surfaces », Nature Reviews Immunology, vol. 4, 2004, p. 953-964 (DOI : 10.1038/nri1499).

3  Voir Jack A. Gilbert et Josh D. Neufeld, « Life in a world without microbes », PLoS Biology, vol. 12, 2014, p. e1002020 (DOI : 10.1371/journal.pbio.1002020).

4  Voir Leonardo Curatti et Luis M. Rubio, « Challenges to develop nitrogen-fixing cereals by direct nif-gene transfer », Plant Science, vol. 225, 2014, p. 130-137 (DOI : 10.1016/j.plantsci.2014.06.003).

© Collège de France, 2020

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