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Un écosystème sain est-il riche en parasites?

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Je me permet de vous parler d’un article assez ancien, puisqu’il date de juillet 2006. Publié dans TREE, et sobrement intitulé Is a healthy ecosystem one that is rich in parasites?, il fait un résumé du rôle des parasites dans l’écosystème en général, et se base sur un postulat qui semble aller à l’inverse de nos intuitions : la diversité des parasites dans un écosystème est révélatrice de sa santé globale (hypothèse que je soutiens furieusement, à mon niveau).

Avant toute chose, je précise que certains faits que je présente sont des modèles en cours d’étude, ou des faits établis pour un système hôte-parasite donné. Je ne prétend pas être complet dans ma description des mécanismes et des phénomènes : vous êtes ici sur un blog. Par contre, les références des articles sont données à la fin, pour ceux que le sujet intéresse.

Santé de l’écosystème

On peut se poser une question légitime : qu’est-ce qu’un écosystème sain. Pour la plupart des gens, les parasites sont associés à la maladie ou à la mort, et donc antinomiques avec notre conception de la santé (de manière simple, la santé est le fait de ne ressentir aucune douleur). Cette définition repose très largement sur des considérations individuelles. Or, s’intéresser à un écosystème, c’est quitter le référentiel individu pour passer aux référentiels communauté, population, espèce.

Ce qui est considéré comme mauvais pour un individu (ici : le parasite) peut tout à fait avoir un effet bénéfique pour l’écosystème. La définition d’un écosystème en bonne santé fournie dans l’article dont je vous parle, (Hudson, Peter J. et al., 2006), et qui est celle de Costanza et Mageau, est la suivante.

  1. persistance : l’écosystème doit être capable de durer au cours du temps
  2. productivité : de manière intuitive, un écosystème sain est capable de produire de nouvelles générations d’individus
  3. organisation
    • biodiversité : un écosystème en bonne santé est constitué d’un nombre conséquent de genres et d’espèces (il n’est pas paupérisé)
    • predictabilité : le comportement de l’écosystème sain est régulier et prévisible, il n’est pas soumis à des variations importantes
  4. resilience : l’écosystème est capable de se rééquilibrer après une modification importante, en un temps assez court

L’importance du parasite

Dans l’inconscient collectif, comme je l’ai dit plus haut, le parasite est néfaste. Dans l’ensemble des interactions durables (voir notamment le très bon et assez accessible (Cassier, Pierre et al., 1998)), le parasitisme strict est d’ailleurs défini comme étant bénéfique pour le parasite, et néfaste pour l’hôte (le commensalisme, l’amensalisme, et le mutualisme étant des variantes autour de ce thème).

Du point de vue de la biomasse, on peut penser que le parasite est un élément négligeable dans son écosystème. Et pourtant, même si on ne les observe pas à l’oeil nu mais vous pouvez quand même regarder un Dactylogyrus ici) , les parasites peuvent représenter jusqu’à la moitié de la biodiversité d’un écosystème[1].

Une des caractéristiques des parasites (sauf monogènes) est qu’il ont des cycles à plusieurs hôtes. Au fil du temps, ils vont donc connecter ces différents hôtes, et les mettre, au niveau de l’écosystème, en relation. Par exemple, l’escargot Biomphalaria et l’homme sont reliés par le parasite Schistosoma haematobium. Le fait de former des longues chaines d’interaction augmente la résilience, et peut aider la persistance[2]. Le parasite, en tant qu’élément connecteur, participe à la bonne santé de l’écosystème.

Ces liens sont assez passionnants, dans la mesure ou ils relient aussi des espèces de différents niveaux trophiques (herbivores/carnivores). Outre le fait de relier leurs hôtes simplement par leur existence, les parasites sont capables de manipulation, c’est à dire de modifier le comportement de l’hôte actuel pour faciliter le passage vers un hôte ultérieur. De manière intuitive, si un parasite passe successivement d’une espèce proie à une espèce prédateur, il est dans son intêret de faciliter la capture de la proie. Et comme la nature est bien faite, on a remarqué que certains poissons survivaient mieux suite à la disparition de leurs parasites dans le milieu, notamment en échappant mieux aux prédateurs (Lafferty, K. D. et al., 1997). Ce qui peut s’expliquer aisément : le parasite diminuait la santé de son hôte, facilitant ainsi sa capture par le prédateur, et de facto le passage du parasite vers un hôte ultérieur était assuré.

Les connaissances dans ce domaine sont assez fantastiques,et pas tout à fait récentes (Poulin, R. et al., 1999). Par exemple, Catadori a montré que l’action conjointe des parasites et du climat synchronisait certaines populations. Si vous n’êtes toujours pas convaincus par l’importance et l’incidence potentielle des parasites dans une population, relisez donc mon billet sur l’article de Krkosek[3].

Spécialistes et généralistes, deux catégories, deux impacts

Un parasite spécialiste peut-être défini comme ne ciblant qu’une espèce d’hôte final. La spécialisation est le point de la parasitologie qui me passionne le plus, et cette passion est notamment liée à différentes observations dont j’ai récemment pris connaissance.

A priori, se spécialiser quand on est un parasite, est un jeu dangereux. je n’en ai pas parlé ici, mais (Hudson, Peter J. et al., 2006) parle de cas d’extinctions liées à des parasites (c’est toutefois extrêmement rare). On pourrait aller jusqu’à penser que se spécialiser, dans un écosystème pauvre, est un désavantage. Oui mais, ce serait oublier que la nature fait bien les choses. Il a été mis en évidence que les populations pauvres contenaient une large majorité de généralistes, et les populations riches contenaient des généralistes et des spécialistes, sans préférence. Le plus beau dans tout ca, c’est la spécialisation sur des ressources prévisibles (Simková, A. et al., 2001) : les parasites deviendraient spécialistes préférentiellement sur des hôtes robustes. Dans le cas des poissons, il s’agit des hôtes de grande taille, qui a été corrélée à une plus forte longévité.

Les généralistes, par un phénomène de compétition apparente, peuvent réduire la biodiversité (je ne rentre pas dans les détails). Les spécialistes, en revanche, peuvent l’augmenter. Comment? Tout simplement en appliquant l’effet Janzen-Connell, du nom des deux découvreurs (indépendants, et l’ayant mis en place en simultané) d’un mécanisme de régulation de la biodiversité végétale dans la foret vierge. Pour l’appliquer aux parasites, je vais faire un (assez affreux) raccourci : la pression de sélection pesant sur une unique espèce, puisque appliquée par un spécialiste, va maintenir un certain niveau de diversité génétique (pour tenter de s’y soustraire, les fameux gènes pour tuer). Au parasite de moduler sa propre pathogénicité pour ne pas perdre son unique habitat… Je trouve ça génial.

Le modèle Janzen-Connell est encore plus beau que ca. Il prédit que la distance entre les individus reste élevée en cas de prédation. C’est applicable aussi aux parasites : la transmission d’un parasite est plus facile si la population vit groupée. Dans le cas ou le parasite en question, en plus d’être spécialiste, est pathogène, les hôtes ont tout intêret a vivre dispersés. Je ne serais pas surpris de lire quelque part que les spécialistes préfèrent les populations qui vivent en groupes…

Vers un parasite-assay?

La diversité des parasites est susceptible de représenter la disponibilité en hôtes. En effet, si un parasite ne trouve pas son hôte, il meurt. De manière assez intuitive, encore une fois, on peut supposer que plus la diversité en parasites est grande, plus la disponibilité en hôtes est grande aussi.

De ce point de vue, un écosystème riche en parasites pourrait être considéré comme un écosystème en bonne santé. Je ne détaille pas certains points de la définition de départ, mais c’est tout à fait voulu. Pour être honnête, ils sont expliqués dans l’article, et sont un peu plus fastidieux.

Un dernier point intéressant est le rôle des parasites dans les réseaux trophiques, dont un exemple assez sympathique est donné dans (Thompson, Ross M. et al., 2005). Les parasites peuvent être vus comme liens entre différents éléments d’un réseau (voire la deuxième partie), et l’étude du réseau en lui-même peut aider à comprendre comment le parasite peut affecter les espèces non-hôtes, via le réseau trophique (food web en anglais).

Les parasites sont impliqués à tous les niveaux. Il serait intéressant de les utiliser pour créer des outils d’évaluation de la santé globale d’un écosystème. Mon intuition sur ce point est qu’ils seraient très puissants, et assez faciles à étudier. D’ailleurs, on cette idée commence à gagner du terrain, et on voit même des applications commerciales potentielles, notamment dans les cas ou l’étude des parasites est plus facile que celle des hôtes.

Réponse d’ici quelques années?

Bibliographie

Cassier, Pierre (1998) Le parasitisme, 2225829209 Ed Masson

Hudson, Peter J. and Dobson, Andrew P. and Lafferty, Kevin D. (2006) Is a healthy ecosystem one that is rich in parasites?, Trends in Ecology & Evolution Vol 21:7

Lafferty, K. D. (1997) Environmental parasitology: What can parasites tell us about human impacts on the environment?, Parasitol Today Vol 13:7

Poulin, R. (1999) The functional importance of parasites in animal communities: many roles at many levels?, Int J Parasitol Vol 29:6

Simková, A. and Desdevises, Y. and Gelnar, M. and Morand, S. (2001) Morphometric correlates of host specificity in Dactylogyrus species (Monogenea) parasites of European Cyprinid fish., Parasitology Vol 123:Pt 2

Thompson, Ross M. and Mouritsen, Kim N. and Poulin, Robert (2005) Importance of parasites and their life cycle characteristics in determining the structure of a large marine food web, Journal of Animal Ecology Vol 74:1

Notes

[1] Si bien sûr on définit la biodiversité comme le nombre d’espèces présentes

[2] De manière remarquable, les réseaux d’interaction denses sont plus résistants à une défaillance touchant un élément, et ce à tous les niveaux. Les switchs existants dans le métabolisme du glucose (glycolyse / VDPP) en est un bon exemple.

[3] et écoutez bien les médias, ils se mettent à en parler maintenant… tiens, juste après les fêtes, c’est bizarre…

Ecrit par Timothée

9 jan 07 à 7:13

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