Interactions ver de terre-bactéries au cours du transit intestinal

Interactions between earthworm and bacteria during passage of ingested soil through digestive tract

• Auteur / Autrice : Roll Goma Loemba
• Direction : Philippe Mora
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences
• Date : Soutenance le 21/09/2010
• Etablissement(s) : Paris Est
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Créteil ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Biogéochimie et écologie des milieux continentaux
• Jury : Président / Présidente : Françoise Binet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Mora, Patrick Lavelle
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Thibaud Decaens, Alain Leprêtre

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sols -- Microbiologie

Microflore

Bactéries

Appareil digestif

Vers de terre

Motilité du tube digestif

Mots clés libres

Sol

Ver de terre

Microbiote

Bactéries

Tube digestif

DGGE ARN 16S

Résilience

Epargnes microbiennes

Mutualisme

Soil

Earthworm

Microbiota

Bacteria

Digestive tract

DGGE

Résumé

Outre ses activités de bioturbateur et d'ingénieur de l'écosystème, l'impact du ver de terre sur le sol pourrait être fortement lié à d'autres processus dépendant du transit du sol dans son tube digestif. En particulier, l’interaction entre le ver de terre et les bactéries au cours du transit digestif demeure mal établie, malgré un certain nombre de travaux. Chez 3 espèces de vers de terre tempérées, Lumbricus terrestris, Dendrobaena veneta et Aporrectodea caliginosa, appartenant à 3 catégories écologiques différentes (épigé, anécique, endogé), on montre par DGGE ARN 16S culture-indépendante, que la structure in vivo des communautés bactériennes du tube digestif est très différente de celle du sol et qu'elle varie d'une partie à l'autre du tube digestif. En effet, chez les 3 espèces de vers de terre, les parties antérieures du tube digestif (jabot-gésier et intestin antérieur) apparaissent comme les sites d'intensité maximum des perturbations de la structure des communautés bactériennes du sol ingéré, tandis que dans les parties postérieures, la structure des communautés se rapproche de celle du sol. Les extraits hydrosolubles du tube digestif, caractérisés par leur teneur en protéines, sucres reducteu rs, glucose et sucres aminés, présentent une évolution quantitative et qualitative parfaitement superposable à celle de la structure des communautés bactériennes observées in vivo, avec des teneurs en protéines et sucres réducteurs hydrosolubles très élevées (jusqu'à 270 µg/mg de poids sec du contenu du tube digestif chez L. terrestris) dans les parties antérieures du tube digestif (jabot-gésier et intestin antérieur) mais qui déclinent brusquement dans les parties postérieures (intestins moyen et postérieur). La simulation in vitro de l'effet des extraits hydrosolubles du tube digestif sur un sol démontre leur capacité à modifier la structure des communautés bactériennes dominantes du sol chez les 3 espèces de vers de terre étudiés. Leur effet, particulièrement visible avec les hydrosolubles issus du jabot-gésier et de l'intestin antérieur, diminue ou disparaît avec les hydrosolubles extraits de l'intestin moyen et postérieur. En perspectives, à partir de ces résultats, le concept des épargnes microbiennes est proposé pour décrire comment l'énergie disponible du sol (biomasse microbienne) pourrait être utilisée, transmise et maintenue dans le tube digestif.Mots clés : sol, tube digestif, ver de terre, microbiote, bactéries, DGGE ARN 16S, résilience, épargnes microbiennes, mutualisme.

In addition to bioturbation and ecosystem engineer activities, the impact of earthworms on the soil could be strongly linked to other processes dependent on transit of soil through his digestive tract. In particular, the interaction between earthworm and bacteria during digestive transit remains poorly established, although a number of works. In three species of temperate earthworm, Lumbricus terrestris, Dendrobaena veneta et Aporrectodea caliginosa, belonging to three different ecological categories (epigeic, anecic, endogeic), we show by culture-independent DGGE 16S RNA, the structure in vivo of digestive tract bacterial communities is very different from that of the soil and varied from one part to another of the digestive tract. Indeed, among the three species of earthworms, the anterior parts of the digestive tract (crop-gizzard and foregut) appear as sites of maximun intensity disturbances in bacterial community structure of soil ingested , while in posterior parts (midgut and hindgut), the community structure is more similar to that of the soil. The water-soluble extracts of the digestive tract, characterized by their protein, reducing sugars, glucose and amino sugars content, present a quantitative and qualitative change perfectly correlated with the bacterial community structure observed in vivo, with very high quantities of soluble protein and reducing sugars (up to 270 µg/ mg dry weight of gut contents of L. terrestris) in the anterior parts of the digestive tract (crop-gizzard and foregut) but declined sharply in the posterior parts (midgut and hindgut). The in vitro simulation of the effect of soluble extracts of the digestive tract of a soil demonstrates their ability to alter the dominant bacterial community structure of soil in three species of earthworms studied. Their effect, particularly visible with the water-soluble extracts from crop-gizzard and foregut, decreases or disappears with water-sol uble extracts of the midgut and hindgut. In perspective, from these results, the concept of microbial savings is proposed to describe how the energy available in the soil (microbial biomass) could be used, transmitted and maintained in the digestive tract.Keywords: soil, gut, earthworm, microbiota, bacteria, DGGE 16S RNA, resilience, microbial savings, mutualism.