Évolution et santé ; évolution et agriculture

Évolution et santé

Évolution et santé

 

I. Le principe d’un antibiogramme

 

En laboratoire, on peut réaliser des antibiogrammes. C’est-à-dire qu’à partir d’un prélèvement organique, des selles par exemple, on va pouvoir tester l’action d’antibiotiques sur des bactéries. Ci-dessous on a un schéma du résultat final du test d’un antibiogramme : en orange la population de bactéries de la même espèce sous forme de couche uniforme, par exemple Escherichia coli, et on souhaiterait tester l’efficacité de différents antibiotiques, représentés ici par des pastilles de couleur.

 

 

Il est très important de pouvoir répondre précisément à la question posée concernant l’interprétation d’un antibiogramme : si la question est de savoir quel est l’antibiotique le plus efficace, il faudra répondre le rouge et le jaune.

Par contre si la question est de savoir quels sont les antibiotiques efficaces de manière générale, il y a alors toujours le jaune et le rouge, mais aussi le noir et le bleu.

Par contre, on voit que le vert ne tue aucune bactérie. En effet, le halo qui entoure les pastilles représentant les antibiotiques, ce sont des bactéries qui ont été tuées par la diffusion de l’antibiotique depuis cette pastille. Il faut donc, selon la question, citer les antibiotiques les plus efficaces, ou tous ceux qui sont efficaces de manière générale, tout en précisant lesquels le sont davantage.

Les antibiogrammes permettent d’adapter le traitement à un antibiotique, par exemple. C’est très important puisqu’on peut voir l’apparition de bactéries résistantes à un antibiotique.

 

II. Apparition de bactéries résistantes aux antibiotiques

 

En moyenne quand on commercialise un antibiotique, dans les deux ans qui suivent, on observe des premières résistances. Les antibiotiques sont des découvertes très récentes attribuées à Fleming à partir d’une souche de champignon. Les bactéries ont un fort taux de mutation, ce qui signifie que même si la découverte des antibiotiques est assez récente dans notre Histoire, on a déjà de nombreuses bactéries résistantes. Effectivement, elles ont un temps de génération qui est très court, ce qui signifie qu’elles se reproduisent très rapidement, et un taux de mutation élevé.

Il y a donc une probabilité existante d’avoir dans un milieu donné des bactéries résistantes. Quand on utilise un antibiotique, qui va agir sur ces bactéries, cela va tuer la plupart, mais les bactéries résistantes qui étaient déjà présentes dans le milieu (attention ce n’est pas la bactérie qui d’un coup devient résistante : par mutation des bactéries présentaient une résistance et n’avaient pas d’avantage sélectif) vont se retrouver, en présence de l’antibiotique, avantagées sur le plan sélectif car ce sont les seules qui vont survivre. De ce fait elles vont se multiplier davantage et créer des colonies de bactéries résistantes.

Il faut prendre conscience qu’il y a donc un problème de santé mondiale à venir et qu’il faut avoir une utilisation parcimonieuse des antibiotiques.

 

III. Antibiotiques et vaccins

 

Les vaccins agissent au niveau des populations bactériennes de différentes façons, ce qui signifie qu’une bactérie, pour être résistante à un vaccin, doit développer de nombreuses mutations, ce qui n’est pas impossible mais statistiquement assez improbable. Cela implique qu’il y a beaucoup moins de résistances aux vaccins qu’aux antibiotiques.

Par ailleurs les vaccins permettent à l’organisme de lutter contre les bactéries avant même qu’elles n’aient acquis certains caractères, certaines mutations, ce qui limite la propagation des mutations au niveau des bactéries.

Particularité sur les bactéries résistantes : certes, elles peuvent se multiplier et transmettre ainsi la résistance d’une bactérie mère à des bactéries filles, mais elles font également des échanges de matériel génétique entre espèces de bactéries, ce qui signifie que les résistances développées dans une espèce peuvent se retrouver dans une autre.

Il est donc vraiment important d’utiliser nos antibiotiques de manière parcimonieuse. Vous avez peut-être déjà entendu le slogan « Les antibiotiques, c’est pas automatique », tout simplement pour éviter ce développement et ce transfert de résistance. Car si vous utilisez un antibiotique non adapté ou non efficace, par exemple parce que vous avez une maladie virale, maladies contre lesquelles les antibiotiques ne sont pas efficaces contre les virus, dans ce cas les bactéries inoffensives que vous avez en permanence dans et sur votre corps vont pouvoir être affectées par cet antibiotique, les bactéries résistantes vont survivre. On se dit alors « pas de problème puisqu’elles sont inoffensives », or par ce transfert horizontal de gènes (les transferts horizontaux sont vus pour les élèves de spécialité) les bactéries vont pouvoir transmettre cette résistance à d’autres espèces, dont des espèces pathogènes. D’où l’existence des campagnes sanitaires très importantes pour essayer d’avoir des bonnes pratiques concernant l’utilisation des antibiotiques.

Évolution et agriculture

Évolution et agriculture

 

Le développement de l’agriculture a débuté avec la domestication. Depuis 1950, le monde rural s’est profondément transformé avec des pratiques modernes intensives qui ont permis une augmentation de la productivité mais qui ont eu un impact sur la biodiversité et son évolution.

 

I. La monoculture diminue la biodiversité

 

La monoculture désigne la culture d’une espèce unique (par exemple, cultiver seulement du blé dans un champs ou même dans une région donnée). Ces pratiques impliquent :

– La destruction d’habitats comme les haies pour laisser passer les machines agricoles (tracteurs…)

– L’utilisation massive de produits phytosanitaires comme les pesticides (insecticides, herbicides, fongicides) luttant contre toute plante ou animal pouvant rivaliser avec la plante cultivée.

Entre aujourd’hui et il y a 40 ans, le paysage agricole a changé. Avant, il y avait de plus petites parcelles et aujourd’hui, il y a de grandes parcelles de monocultures, qui augmentent certes la productivité mais qui ont demandé d’arracher les haies ou les arbres qui se trouvaient aux alentours. Cette végétation était un repaire de biodiversité.

 

 

À grande échelle, le développement des monocultures participe à la diminution de la biodiversité. Or la biodiversité est un facteur important de la stabilité des écosystèmes et des ressources fondamentales pour notre sécurité alimentaire future.

 

II. L’origine des plants des monocultures

 

Le maïs ou le blé que nous consommons actuellement sont issus de variétés paysannes ou rustiques. Il existait plusieurs types de maïs ou de blé, chacun avec des avantages et des inconvénients. Par sélection ou hybridation, on va sélectionner les caractères intéressants. On forme ainsi des variétés élites.

 

 

Le plus souvent, un petit nombre d’individus issus d’une population sauvage est à l’origine d’une lignée domestiquée. Ces lignées sont donc fortement soumises à la dérive génétique. Sélection naturelle et dérive génétique sont donc responsables d’une baisse de la diversité génétique au sein des lignées domestiquées.

La perte de diversité génétique peut avoir comme conséquence la chute de la fertilité, une moins bonne résistance aux maladies et l’apparition d’anomalies génétiques.

 

III. La résistance aux insecticides

 

La faible diversité génétique des variétés cultivées modernes les rend particulièrement sensibles à de nombreuses espèces « nuisibles » aux cultures.

Ainsi, l’utilisation de produits phytosanitaires sur les adventices (mauvaises herbes), les ravageurs et les pathogènes, limite considérablement les dégâts qu’ils provoquent. Malheureusement, cette pratique a également provoquée la sélection de nuisibles résistants à ces produits. Il faut donc utiliser des insecticides (contre les insectes), des fongicides (contre les champignons) pour lutter contre ces ravageurs des cultures.

 

Exemple de la pyrale du maïs

Au départ : population de 6 avec 1 individu présentant une résistance à l’insecticide et 5 individus qui n’en présentent pas. On applique de l’insecticide, on obtient 2 survivants (l’individu résistant et 1 autre non résistant). Ils se reproduisent et on obtient une population composée à moitié d’individus résistants et de non résistants. On remet de le même insecticide et on sélectionne ainsi les mêmes individus porteurs d’une résistance. On obtient 3 survivants qui étaient naturellement résistants à l’insecticide et déjà présent dans le milieu. Après avoir survécu, ces individus se reproduisent et on obtient une population constituée exclusivement d’individus résistants. Ainsi, si on remet de l’insecticide sur cette population, il n’y aura pas de mortalité. Il faudra donc utiliser une dose croissante d’insecticide ou changer d’insecticide. Mais il y aura toujours des individus qui présenteront une résistance aux insecticides. 

 

 

Des chercheurs ont proposé de créer des parcelles dépourvues d’insecticides (zones refuges) à proximité des zones traitées. Cela permet de maintenir des insectes sensibles à l’insecticide dans les zones refuges. Comme ils se reproduisent avec les résistants, cela conserve les allèles conférant la sensibilité dans les générations suivantes.

Autre technique : la technique du mâle stérile. Avec des UV, on peut irradier des œufs d’insectes et les relâcher dans la nature. Après accouplement avec des femelles, la descendance ne sera pas féconde.