L'axe intestin-cerveau est bien connu, mais le lien entre les micro-organismes extérieurs à l'être humain et l'intestin humain est bien plus étendu. Il montre à quel point les micro-organismes des êtres vivants sont étroitement liés entre eux et au sol.

Les micro-organismes du sol représentent au moins un quart de la biodiversité totale de la Terre et constituent ainsi un immense « réservoir microbien ». À partir de là, de nombreux micro-organismes passent dans les racines, les feuilles, les fruits et les graines des plantes pour former le microbiome végétal. La composition du microbiome intestinal humain dépend quant à elle fortement de l'environnement, l'alimentation et le mode de vie de chacun. Les personnes qui consomment beaucoup de fibres alimentaires, vivent dans des régions rurales ou sont en contact étroit avec la nature et sont rarement stressées possèdent un microbiote intestinal différent de celui des personnes qui ont une alimentation pauvre en fibres et/ou vivent en milieu urbain. De nombreux éléments indiquent que ces influences externes sont plus importantes que les facteurs internes tels que la génétique humaine. C'est ainsi qu'est née l'hypothèse selon laquelle le microbiote du sol et des plantes fait partie des facteurs d'influence les plus importants sur la diversité du microbiote humain, les trois composantes formant ensemble ce que l'on appelle l'axe sol-plante-intestin. On part du principe que la composition du microbiome intestinal humain est constamment influencée par des microbes qui pénètrent dans l'organisme via les aliments végétaux et l'environnement.

Dans l'étude de Ma et al. (2025), les microbes sont classés en «spécialistes» et en «généralistes» [1]. On appelle «spécialistes» tous les microbes qui ne se trouvent presque exclusivement que dans un milieu de vie particulier – par exemple uniquement dans le sol ou uniquement dans l'intestin. Les « généralistes », en revanche, sont les microbes qui peuvent se trouver aussi bien dans le sol et les plantes que dans l’intestin. Ceux-ci possèdent certaines propriétés qui leur permettent de s’adapter à leur environnement respectif. Ils présentent donc un intérêt pour les liens microbiens entre les règnes de la nature. Le genre Clostridium ssp est par exemple bien connu. Dans le sol et dans les plantes, ces bactéries peuvent notamment fixer l’azote et solubiliser les phosphates, ce qui est important pour une croissance saine des plantes. Dans l’intestin humain, par contre, les bactéries Clostridium fermentent les glucides et produisent des acides gras à chaîne courte qui favorisent la santé intestinale. Les bactéries Lactobacillus ont des effets tout aussi positifs sur les plantes que dans l'intestin humain, en stimulant la croissance et en dégradant les métaux toxiques dans le sol. À l'inverse, cela vaut également pour les bactéries pathogènes : les salmonelles ne sont pas seulement pathogènes pour l'homme, mais peuvent également coloniser les plantes, affaiblir leur système immunitaire et provoquer ainsi la chlorose (une diminution de la production de chlorophylle) ainsi que le flétrissement des feuilles.

Afin de pouvoir interagir entre eux, les microbes empruntent des voies très diverses : ils peuvent, par exemple, produire des molécules qui agissent sur deux organismes vivants différents, tels que les plantes et les humains, en se fixant à la fois sur des récepteurs végétaux et humains qui leur conviennent, à condition que ces récepteurs présentent des structures similaires. Cela permet notamment aux microbes de déclencher des réactions immunitaires ou de stress tant chez les plantes que chez les humains. Une autre possibilité d'interaction est ce qu'on appelle le « transfert génétique horizontal ». Dans ce processus, les microbes d'un même habitat s'échangent des gènes entre eux, par exemple des gènes de résistance aux antibiotiques. Une étude portant sur des élevages porcins et leur environnement en est un exemple concret [2]. De nombreux gènes de résistance aux antibiotiques ont ainsi pu être mis en évidence dans l’environnement. Ces gènes se sont non seulement propagés par le biais d’aérosols – gouttelettes, particules provenant de l’air des étables et du lisier –, mais ils ont également été transmis entre les microbes, pour se retrouver dans l’environnement et dans l’intestin humain.

 
Une autre façon dont les microbes interagissent consiste à évincer ou à bloquer l'arrivée de nouveaux microbes, un phénomène appelé «colonization resistance» [1]. C'est ainsi qu'un microbiome intestinal sain se protège contre les agents pathogènes. Les microbes peuvent également s'entraider en échangeant des produits métaboliques. Les microbes du sol produisent notamment des vitamines telles que la vitamine B12, qui peuvent indirectement profiter au microbiome intestinal. Puisque les humains n’ingèrent généralement pas directement de microbes du sol dans leur intestin, les microbes végétaux jouent donc un rôle d’intermédiaire. C’est par le biais des aliments végétaux, avec leur flore microbienne spécifique, que ces substances parviennent dans l’intestin humain, où elles sont ensuite transformées par le microbiote intestinal. Cela montre clairement que le sol, les plantes et le microbiote intestinal humain sont liés, même sans que les micro-organismes eux-mêmes ne soient directement transférés. Cela démontre surtout que les microbiotes du sol, des plantes et de l’être humain sont étroitement liés. On peut donc dire que la santé s’influence mutuellement, qu’il n’y a donc qu’une seule santé – «One Health». Si l'on tient compte du fait que les sols biodynamiques présentent un microbiome plus riche que les sols cultivés en agriculture biologique [3], on peut alors conclure, à la lecture de cet article de synthèse, que l'agriculture biodynamique contribue de manière significative à la santé du sol, des plantes et de l'être humain.

L'impact de cette interaction sur notre quotidien sera expliqué dans le prochain article à partir d'autres études.

Bibliographie

[1] Ma H, Cornadó D & Raaijmakers JM (2025) : « The soil-plant-human gut microbiome axis into perspective ». Nat Commun 16, 7748. https://doi.org/10.1038/s41467-025-62989-z

[2] Song L, Wang C, Jiang G, Ma J, Li Y, Chen H & Guo J (2021) : « Bioaerosol is an important transmission route of antibiotic resistance genes in pig farms ». Environment International 154, 106559. https://doi.org/10.1016/j.envint.2021.106559

[3] Milke F, Rodas-Gaitan H, Meissner G, Masson V, Oltmanns M, Möller M, Wohlfahrt Y, Kulig B, Acedo A, Athmann M & Fritz J (2024) : « Enrichment of putative plant growth promoting microorganisms in biodynamic compared with organic agriculture soils ». ISME Communications 4(1), ycae021. https://doi.org/10.1093/ismeco/ycae021