Nous sommes cernés par des milliards de microbes… et pourtant, très peu d’entre eux peuvent réellement nous rendre malades. Pourquoi n’est-ce pas un hasard ?

 

Nous vivons dans un océan de microbes. Sur notre peau, dans notre intestin, dans l’air que nous respirons et l’eau que nous buvons, les micro-organismes sont partout. Et pourtant, seule une petite fraction de ces bactéries est capable de nous rendre malades, et moins encore provoquent des maladies graves ou épidémiques. Intuitivement, on pourrait croire que chaque nouveau microbe découvert est un pathogène en puissance. En réalité, la question la plus intéressante est presque l’inverse : pourquoi y a‑t‑il si peu de véritables pathogènes, alors que tout semble en place pour que ça dérape beaucoup plus souvent ?

Ce paradoxe est un excellent point de départ pour parler d’écologie et d’évolution des maladies infectieuses. Un article de John M. Drake publié en 2025 dans PLOS Biology propose justement de regarder l’émergence des pathogènes comme le résultat d’un ensemble de contraintes biologiques, écologiques et évolutives qui rendent ces événements rares, même dans un monde saturé de microbes.

 

Un océan de microbes, quelques ennemis seulement

On connaît aujourd’hui des milliers d’espèces bactériennes, et ce n’est qu’un petit échantillon de la diversité réelle du monde microbien. Parmi elles, un travail de synthèse a identifié environ 1500 espèces de bactéries capables d’infecter l’homme. À l’échelle de toute la diversité microbienne, c’est minuscule !

Notre perception, elle, est biaisée. Nous entendons parler de choléra, de tuberculose, de peste, de COVID-19, de ‘superbactéries’ résistantes aux antibiotiques. Les microbes tranquilles, ceux qui vivent dans le sol ou sur nos muqueuses sans causer de dégâts, n’apparaissent jamais dans les gros titres. Du coup, nous avons l’impression de vivre assiégés par les pathogènes, alors que nous sommes en réalité entourés, surtout, de microbes indifférents ou utiles à notre existence.

Partir de ce décalage entre réalité biologique et perception quotidienne permet de poser une première idée : si si peu de microbes deviennent des pathogènes, c’est qu’il ne suffit pas d’être une bactérie pour nous nuire. Il faut cocher un grand nombre de cases simultanément.

 

Les conditions de base pour qu’un pathogène existe

Un microbiologiste, Arturo Casadevall, a proposé un cadre simple pour penser la pathogénicité : pour qu’un micro-organisme devienne pathogène pour l’homme, trois grandes conditions biologiques doivent être réunies.

D’abord, il doit être capable de survivre dans le corps humain. Notre corps n’est pas un bain neutre et accueillant. Beaucoup de microbes, même s’ils prospèrent ailleurs ne sont tout simplement pas adaptés à cet environnement. Ils meurent avant même d’avoir une chance de tenter une infection.

Ensuite, il lui faut des facteurs de virulence, c’est-à-dire des outils moléculaires pour coloniser, se multiplier et résister à nos défenses. Cela inclut, par exemple, des protéines d’adhésion pour s’accrocher à nos cellules, des toxines, des systèmes pour perturber ou esquiver la réponse immunitaire. Ces outils ont un coût en terme d’évolution : produire des toxines ou des systèmes sophistiqués d’évasion, ce n’est pas neutre pour la bactérie. Ils ne sont donc maintenus que lorsqu’ils ont apporté un avantage sélectif dans un contexte donné.

Enfin, il faut un hôte vulnérable. Même un microbe bien armé ne sera pas pathogène si l’hôte n’offre pas les bons récepteurs à sa surface, ou si son système immunitaire neutralise rapidement l’intrus. La susceptibilité dépend de la génétique, de l’histoire immunitaire (vaccination, infections passées), de l’état de santé général, etc.

C’est la conjonction de ces trois dimensions, survie, virulence et susceptibilité, qui ouvre la fenêtre de la pathogénicité. Et cette fenêtre est étroite. Pour beaucoup de microbes, elle ne s’ouvre jamais, ou seulement de manière très transitoire.

 

Quand l’écologie humaine ouvre ou ferme la porte

Mais ces facteurs biologiques ne suffisent pas à expliquer pourquoi certains microbes deviennent des pathogènes majeurs et d’autres non. Drake insiste sur un point clé : l’émergence d’un pathogène n’est pas seulement une histoire de gènes, c’est aussi une histoire d’écologie humaine.

Pendant la majeure partie de notre histoire, les hommes vivaient en petits groupes de chasseurs‑cueilleurs, dispersés, mobiles. Dans ce contexte, même si un microbe franchissait la barrière d’espèce et infectait quelques individus, il avait peu de chances de se maintenir longtemps. Le groupe était trop petit pour offrir un nombre suffisant d’hôtes susceptibles. L’épidémie s’éteignait faute de victimes.

Les choses changent avec la sédentarisation et l’agriculture, il y a environ 10000 ans. Les populations se densifient, des villages puis des villes apparaissent, les contacts entre individus se multiplient. Cela constitue ce que Drake appelle un « host‑scape » humain : un paysage d’hôtes dense, structuré, connecté, qui offre beaucoup plus d’opportunités à un microbe pour circuler et s’adapter.

De nombreuses maladies épidémiques comme la rougeole, la tuberculose, la variole, pour n’en citer que quelques-unes, ne peuvent persister qu’au-delà d’une certaine taille de population, parce qu’elles ont besoin d’un flux continu de nouveaux hôtes susceptibles : sans densité, pas de transmission durable !

Si l’on se risque à quantifier ce changement, les ordres de grandeur donnent le vertige. En combinant des reconstructions démographiques depuis le Néolithique, Drake estime à environ 1,62 × 10¹² le nombre de ‘person-years’ humains cumulés entre 10000 av. J.-C. et 2025. En supposant que la majorité des bactéries pathogènes humaines sont apparues sur cette période, il en déduit un taux d’acquisition d’environ un nouveau pathogène bactérien persistant pour 1,4 milliard de ‘person-years’. Autrement dit, même avec des milliards d’humains, l’émergence d’un pathogène bactérien qui s’installe dans la durée reste un événement rare.

 

Les routes des microbes dans un monde connecté

À ces contraintes démographiques s’ajoute la géographie. Si une nouvelle combinaison microbe–hôte survient dans un coin isolé du monde, il se peut qu’elle ne se propage jamais plus loin que quelques vallées ou îles. Pendant longtemps, l’isolement géographique a donc servi de bouclier implicite contre une partie des émergences possibles.

La globalisation a changé la donne. Les microbes empruntent les mêmes routes que nous : routes commerciales, chemins de pèlerinage, navires, avions. L’histoire du choléra en est une illustration très parlante. La forme actuelle de pandémie de choléra, associée au biotype El Tor de Vibrio cholerae, émerge au XXe siècle en Asie et se propage ensuite le long des routes maritimes et commerciales, portée par les déplacements humains et les échanges.

Plus récemment, la diffusion fulgurante du SARS‑CoV‑2 le long des lignes aériennes nous a rappelé que le globe est désormais suffisamment connecté pour qu’un agent infectieux atteigne l’autre bout du monde en quelques jours. Cela ne crée pas magiquement des pathogènes à partir de microbes anodins, mais cela augmente le nombre de tentatives : chaque nouvelle combinaison de contacts entre humains et microbes est une opportunité statistique, même faible, pour qu’un alignement favorable donne naissance à un pathogène émergent.

 

 

L’innovation génétique : quand les microbes se prêtent des armes

À côté de la démographie et des mouvements humains, il y a un autre niveau de jeu : celui de l’évolution génétique des microbes. Les bactéries ne se contentent pas de muter doucement de génération en génération. Elles échangent aussi du matériel génétique entre lignées, parfois entre espèces, par ce qu’on appelle le transfert horizontal de gènes.

Ce transfert horizontal passe par des plasmides (petits morceaux d’ADN circulaires), des transposons, des virus de bactéries (phages) qui emmènent avec eux des gènes de virulence ou de résistance aux antibiotiques. C’est un peu comme si, dans une population humaine, certains individus pouvaient spontanément « télécharger » un nouveau trait venant d’un voisin ou d’un étranger, sans lien de parenté.

Vibrio cholerae offre un exemple parlant : des îlots de pathogénicité et un phage codant la toxine cholérique ont été intégrés dans son génome via des éléments génétiques mobiles. Des bactéries opportunistes comme Acinetobacter baumannii ou Vibrio harveyi acquièrent également des déterminants de résistance par ces mécanismes.

Plus nos activités rapprochent des communautés microbiennes auparavant isolées dans les eaux, les sols, les hôpitaux, les élevages, les réseaux d’égouts, plus nous créons de lieux où ces échanges génétiques peuvent se produire. Là encore, la plupart de ces recombinaisons ne donneront rien de spectaculaire. Mais de temps à autre, une combinaison gagnante du point de vue du microbe peut émerger comme une meilleure capacité à infecter, une nouvelle résistance ou une virulence accrue.

 

Ce que nous dit cette rareté sur l’avenir

Finalement, le fait qu’il y ait si peu de pathogènes humains n’est pas un hasard, mais la conséquence de l’existences de filtres : il faut un microbe biologiquement adapté à notre corps, doté d’outils de virulence, qui rencontre des hôtes vulnérables, dans des populations suffisamment denses et connectées et c’est cette combinaison qui est rare.

Cela ne signifie pas que nous sommes à l’abri. En extrapolant les taux d’émergence passés à une population mondiale qui pourrait dépasser les 10 milliards d’habitants, Drake suggère que plusieurs centaines de nouveaux pathogènes bactériens pourraient théoriquement apparaître d’ici la fin du siècle. Ce chiffre est une estimation grossière, mais il rappelle que l’émergence continuera simplement parce que les conditions écologiques et évolutives qui la rendent possible sont là, et que nous les modifions activement.

La bonne nouvelle, c’est que cette vision met l’accent sur des leviers d’action. Si l’émergence est une question d’opportunités (de contacts, de densité, de mélange génétique), alors la surveillance, la réduction des situations à risque, l’amélioration de la santé publique et la compréhension fine des contextes écologiques deviennent des outils de prévention tout aussi importants que le développement de nouveaux antibiotiques ou vaccins.

Et pour nous curieux de sciences, c’est aussi une invitation à changer de regard : voir les pathogènes non pas comme la norme, mais comme l’exceptions, des accidents évolutifs dans un monde microbien largement paisible.

 

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Pour une exploration plus approfondie, je ne peux que vous inviter à consulter l’article:

Article Source: Drake JM (2025). Why are there so few pathogens? Ecology and evolution in pathogen emergence ? PLOS Biology, 23(8): e3003329. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3003329