Les scientifiques ont identifié une structure cellulaire jusqu’alors inconnue dans les microbes intestinaux qui semble être le principal moteur des émissions de méthane provenant des bovins et d’autres ruminants. Cette découverte, publiée dans Science, identifie un mécanisme biologique spécifique qui pourrait offrir de nouvelles stratégies ciblées pour réduire l’empreinte carbone du secteur agricole.
L’usine cachée dans le rumen
Cette recherche se concentre sur le rumen, la première chambre gastrique chez les animaux ruminants comme les vaches, les moutons et les chèvres. Cette cuve de fermentation abrite un écosystème complexe de microbes qui dégradent la matière végétale. Parmi ces microbes se trouvent des protozoaires unicellulaires appelés ciliés, qui sont couverts de projections ressemblant à des poils.
Bien que les ciliés représentent environ 25 % de la population microbienne du rumen, ils ont toujours été difficiles à étudier en raison de leur génétique complexe et de leur tendance à échanger de l’ADN avec d’autres organismes. Pour surmonter ce problème, une équipe de chercheurs chinois a isolé des cellules ciliées individuelles provenant de 100 vaches laitières, leur permettant ainsi de séquencer l’ADN de 65 espèces de ciliés, dont 45 n’avaient jamais été analysées génétiquement auparavant.
Cet effort a révélé un nouvel organite (un compartiment spécialisé dans une cellule) appelé hydrogénocorps.
Comment les corps hydrogénés alimentent le méthane
L’importance du corps hydrogéné réside dans sa fonction : il produit du hydrogène gazeux. Dans le rumen, cet hydrogène ne s’échappe pas simplement ; il sert de carburant à un autre groupe de microbes appelés archées, qui consomment l’hydrogène pour produire du méthane, un puissant gaz à effet de serre.
Auparavant, les scientifiques savaient que la production d’hydrogène stimulait la création de méthane, mais ils ne pouvaient pas localiser avec certitude où dans la cellule ciliée cet hydrogène était généré. La nouvelle étude confirme que les corps hydrogénés en sont la source. Ces structures se distinguent des autres organites producteurs d’énergie comme les hydrogénosomes ou les mitochondries car elles ne possèdent qu’une simple membrane plutôt qu’une double. Ils se regroupent à la base des cils, les projections floues qui donnent leur nom à ces microbes.
Les chercheurs ont trouvé une corrélation directe :
* Les ciliés avec plus de corps hydrogénés produisent plus d’hydrogène.
* Plus d’hydrogène entraîne une activité accrue dans les archées productrices de méthane.
* Par conséquent, les vaches avec des populations plus élevées de ces ciliés spécifiques émettent plus de méthane.
Cibler des microbes spécifiques, pas tous
Cette découverte soulève des questions cruciales sur la manière d’atténuer les émissions de méthane sans nuire à la productivité du bétail. Les tentatives antérieures visant à éliminer tous les ciliés du rumen ont entraîné une baisse du méthane, mais ont également entraîné des réductions significatives des rendements en lait et en viande. Cela suggère que si certains ciliés nuisent aux objectifs climatiques, d’autres peuvent jouer un rôle bénéfique dans la digestion et la santé animale.
Les nouvelles données permettent une approche plus nuancée. L’étude souligne que les ciliés de la famille Vestibuliferida sont particulièrement « poilus » (ayant de nombreux cils) et contiennent plus de corps hydrogénés, ce qui en fait des contributeurs majeurs à la production de méthane. En revanche, la famille des Entodiniomorphida a moins de cils et contribue moins au problème.
“Connaître les différences physiologiques entre les espèces de protozoaires peut aider à concevoir des traitements pour éliminer certaines espèces spécifiques afin de réduire les émissions de méthane sans compromettre la production de lait et de viande”, explique Todd Callaway, microbiologiste à l’Université de Géorgie.
Le chemin à parcourir
Même si l’identification de l’hydrogénocorps constitue une avancée majeure, les applications pratiques sont encore lointaines. L’élimination complète des ciliés nécessite des mesures extrêmes, telles que l’isolement du bétail dans des étables fermées et leur alimentation avec des aliments stérilisés, ce qui est économiquement et logistiquement irréalisable pour la plupart des exploitations.
Au lieu de cela, les recherches futures se concentreront probablement sur le développement d’interventions qui inhibent spécifiquement la croissance de ciliés producteurs de méthane comme le Vestibuliferida, tout en préservant les espèces bénéfiques. Comme le note Callaway, cette découverte est « probablement la première étape parmi 25 », mais elle fournit la carte biologique essentielle nécessaire pour naviguer vers un élevage plus durable.
En résumé, la découverte de l’hydrogénocorps déplace l’attention de la suppression globale des microbes intestinaux vers le ciblage précis de la machinerie cellulaire spécifique responsable de l’excès de méthane, offrant ainsi une voie prometteuse vers une agriculture plus verte.
