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Une clé de l’alimentation durable des ruminants cachée dans leur rumen !

L’idée de tirer parti du fonctionnement du microbiome* du rumen pour réduire les émissions de méthane des ruminants est creusée par les chercheurs depuis plusieurs années. Le succès est encore limité par le manque de compréhension détaillée de ce fonctionnement mais les travaux en cours sont prometteurs.

Bactéries du rumen bovin, vues au microscope électronique.. © © INRA, GAILLARD-MARTINIE Brigitte
Par Sylvie André
Mis à jour le 14/05/2019
Publié le 25/04/2019

Le rumen abrite un écosystème anaérobie complexe composé de bactéries, de protozoaires, de champignons, d'archées méthanogènes et de phages.
Tous ces micro-organismes interagissent étroitement pour décomposer les matières premières végétales, notamment celles non digestibles par l'homme, et fournissent ainsi de l'énergie à leur hôte, le ruminant. A partir de ces matières premières végétales, les ruminants produisent, de la viande et du lait, riches en protéines, vitamines et minéraux de haute qualité, contribuant ainsi à la sécurité alimentaire des humains. Au cours du processus de dégradation des aliments, les archées méthanogènes du rumen génèrent du méthane. L'élevage de ruminants produit actuellement 12 % des émissions de méthane anthropique et ces émissions consomment près de 7 % de l’énergie apportée par l’aliment.

Pour augmenter l’efficacité alimentaire des ruminants…

Même si la consommation de viande par personne diminue en Europe, elle augmente au niveau mondial du fait de l’accroissement de la population (9,7 milliards d’habitants en 2050 contre 7,5 actuellement) et de l'évolution de l'alimentation dans les pays en développement. Pour satisfaire la demande mondiale en protéines, les productions animales globales devront augmenter malgré la disponibilité limitée des terres et l'impact environnemental des émissions de méthane. Les efforts doivent donc être orientés vers une efficacité accrue de l’utilisation des ressources non consommable par l'homme afin d'accroitre la disponibilité des nutriments pour la croissance des animaux et limiter les rejets. Une hypothèse forte est que le microbiome du rumen peut fortement contribuer à atteindre ces objectifs, si on arrive à en tirer parti.

…la solution est dans le rumen

Une trentaine de chercheurs, dont des chercheurs de l’UMR Herbivores et de l’UMR MoSAR, ont publié un article présentant une synthèse des connaissances sur ce sujet et les voies de développements futurs de la recherche sur le microbiome du rumen, qui en découlent. Ainsi, dans les années à venir, la sélection génétique et la mise en place d’interventions alimentaires au tout début de la vie des ruminants sont des voies prometteuses pour orienter le microbiome ruminal vers une meilleure efficacité d'utilisation des ressources tout en limitant la production de méthane entérique.

et dans les techniques de phénotypage à haut débit

Un des principaux verrous actuels pour la compréhension détaillée du microbiome du rumen réside dans la difficulté à cultiver in vitro la plupart des populations microbiennes qui le composent. Une importante voie de progrès proposée dans l'article est le phénotypage à haut débit des ruminants, permettant d’identifier et de sélectionner les plus efficaces. Le développement exponentiel actuel des techniques en « omiques » (génomique, transcriptomique, protéomique, métabolomique), qui permettent d’étudier la « cascade» DNA-RNA-protéines-fonctions, offre la possibilité de trouver des biomarqueurs spécifiques et de développer des modèles mathématiques pour être en capacité de prédire les phénotypes candidats.

Les progrès attendus en matière d'outils informatiques et de technologies de séquençage à haut débit devraient continuer à révolutionner notre compréhension du microbiome du rumen et contribuer à trouver des solutions pour des élevages plus durables.

* Le microbiome est l’ensemble des gènes présents dans le microbiote. Le microbiote est l'ensemble des micro-organismes (bactéries, archées, protozoaires, levures, champignons, virus) vivant ou associés à un hôte (animal ou végétal).

Contact(s)
Contact(s) scientifique(s) :

Département(s) associé(s) :
Physiologie animale et systèmes d’élevage
Centre(s) associé(s) :
Auvergne - Rhône-Alpes, Jouy-en-Josas

Références

Huws, S.A.; Creevey, C.J.; Oyama, L.B.; Mizrahi, I.; Denman, S.E.;Popova, M.;Munoz-Tamayo, R.; Forano, E.; Waters, S.M.; Hess, M.; Tapio, I.; Smidt, H.; Krizsan, S.J.; Yanez-Ruiz, D.R.; Belanche, A.; Guan, L.; Gruninger, R.J.; McAllister, T.A.; Newbold, C.J.; Roehe, R.; Dewhurst, R.J.; Snelling, T.J.; Watson, M.; Suen, G.; Hart, E.H.; Kingston-Smith, A.H.; Scollan, N.D.; Prado, R.M.; Pilau, E.J.; Mantovani, H.C.; Attwood, G.T.; Edwards, J.E.; McEwan, N.R.; Morrisson, S.; Mayorga, O.L.; Elliott, C.;Morgavi, D.P., 2018. Addressing Global Ruminant Agricultural Challenges Through Understanding the Rumen Microbiome: Past, Present, and Future. Frontiers in Microbiology, 9: 33.