L'écophylogénétique clarifie l'association évolutive entre les mammifères et leur microbiote intestinal

Notre connaissance de la façon dont le microbiome intestinal est lié à l'évolution des mammifères bénéficie de l'identification de taxons microbiens intestinaux qui sont de manière inattendue prévalents ou de manière inattendue conservés chez les mammifères. De tels taxons permettent de déterminer expérimentalement les caractéristiques nécessaires pour que ces microbes réussissent en tant que généralistes intestinaux, ainsi que celles qui impactent la forme physique des mammifères. Cependant, la résolution ponctuée de la taxonomie microbienne peut limiter notre capacité à détecter les microbes intestinaux conservés, en particulier dans les cas où des lignées microbiennes largement liées possèdent des traits partagés qui déterminent leur ubiquité apparente chez les mammifères. Pour faire progresser la découverte de microbes intestinaux mammaliens conservés, nous avons développé une approche écophylogénétique novatrice à la taxonomie qui regroupe les microbes en unités taxonomiques en fonction de leur ancêtre commun et de leur répartition commune chez les mammifères. L'application de cette approche aux données de microbiome intestinal générées précédemment a révélé des clades monophylétiques de bactéries intestinales qui sont conservés chez les mammifères. Elle a également résolu des clades microbiens exclusifs et conservés parmi des lignées mammaliennes particulières. Les clades conservés manifestent souvent des schémas phylogénétiques, tels que la cophylogénie avec leur hôte, qui indiquent qu'ils sont soumis à des processus sélectifs, comme le filtrage par l'hôte. De plus, cette analyse a identifié une variation dans le taux auquel les mammifères acquièrent ou perdent des clades microbiens conservés et a mis en évidence une perte accélérée de clades conservés chez les humains. Collectivement, les données de cette étude révèlent un microbiote intestinal mammalien qui possède des traits liés à la phylogénie des mammifères, pointent vers l'existence d'un ensemble de microbes essentiels qui composent le microbiome intestinal mammalien, et clarifient les mécanismes évolutifs ou écologiques potentiels qui conduisent à la diversification du microbiome intestinal tout au long de l'évolution des mammifères. IMPORTANCE Notre compréhension de l'évolution des mammifères est devenue consciente du microbiome. Bien que des recherches émergentes relient la biodiversité mammalienne et le microbiome intestinal, nous manquons de perspectives sur quels microbes pourraient potentiellement impacter l'évolution des mammifères. Les microbes communs à diverses espèces de mammifères peuvent être de forts candidats, car leur absence dans l'intestin peut affecter la façon dont le microbiome contribue fonctionnellement à la physiologie des mammifères, affectant défavorablement leur forme physique. Identifier de tels microbes intestinaux conservés est donc important pour évaluer finalement le rôle potentiel du microbiome dans l'évolution des mammifères. Pour faire progresser leur découverte, nous avons développé une approche qui identifie des groupes de microbes ancestralement liés qui se répartissent chez les mammifères d'une manière qui indique leur conservation collective. Ces clades conservés sont présumés avoir évolué un trait chez leur ancêtre qui est important pour leur distribution chez les mammifères et qui a été conservé parmi les membres du clade. Nous avons constaté non seulement que de tels clades existent chez les mammifères, mais aussi qu'ils semblent être soumis à la sélection naturelle et caractérisent l'évolution humaine.