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Dec 12, 2023

Un biologiste découvre les excréments d'insectes de courge

Une découverte accidentelle met en lumière le mystère du microbiome des insectes La punaise de la courge transporte une bactérie intestinale essentielle au développement de la punaise jusqu'à l'âge adulte. Mais quand ils éclosent de leurs œufs,

Une découverte accidentelle met en lumière le mystère du microbiome des insectes

La punaise de la courge transporte une bactérie intestinale essentielle au développement de la punaise jusqu'à l'âge adulte. Mais lorsqu’elles éclosent de leurs œufs, les nymphes de la punaise de la courge n’ont pas la bactérie dans leur organisme. Cela a amené les scientifiques qui étudient l’interaction entre les insectes et leurs microbes internes à se demander : comment les nymphes acquièrent-elles ces microbes essentiels ?

Jason Chen, étudiant diplômé du département de biologie de l'Université Emory, est tombé sur un indice un soir dans le laboratoire.

Il avait terminé ses expériences sur des punaises adultes de la courge dont il avait marqué la bactérie Caballeronia avec une protéine fluorescente rouge. Les insectes étaient logés dans une boîte en plastique contenant des morceaux de papier absorbant comme literie. Il jeta quelques nymphes à l'intérieur du conteneur juste comme endroit où les conserver pendant qu'il nettoyait pour la journée.

"Quand je suis revenu pour éteindre les lumières, j'ai remarqué que toutes les nymphes s'étaient rassemblées autour d'une des taches de crottes laissées sur une serviette en papier par les adultes", raconte Chen. « Normalement, les nymphes se promènent beaucoup mais elles s'étaient toutes arrêtées autour de cette crotte. Ils en étaient stupéfaits. Je me demandais ce que signifiait ce comportement.

Les nymphes de la punaise de la courge convergent vers un peu d’excréments d’adultes. (Photo de Jason Chen)

Les nymphes de la punaise de la courge convergent vers un peu d’excréments d’adultes. (Photo de Jason Chen)

Il a finalement examiné les nymphes au microscope et a constaté que leurs entrailles brillaient de la même fluorescence rouge que celles des adultes. D'autres expériences ont confirmé cette découverte : les punaises des courges mangent les excréments des adultes pour acquérir les bactéries dont elles ont besoin pour se développer.

Current Biology a publié la découverte, qui pourrait offrir des pistes pour améliorer les méthodes de lutte contre la punaise de la courge, un ravageur agricole important.

"La punaise de la courge est un exemple d'animal simple et ordinaire qui fait quelque chose de vraiment cool", explique Chen. « À leur éclosion, les nymphes doivent trouver un microbe pour se développer. Ils le trouvent en se concentrant sur les excréments d'adultes de leur même espèce. C'est une solution élégante à ce problème très fondamental.

Chen est co-premier auteur de l'article, avec Scott Villa, un ancien boursier postdoctoral Emory qui étudie maintenant au Davidson College.

Une vidéo de laboratoire accélérée montre des nymphes de punaises de courge utilisant leurs pièces buccales perçantes pour pénétrer dans un morceau d'excréments, puis aspirer son contenu liquéfié.

Une vidéo de laboratoire accélérée montre des nymphes de punaises de courge utilisant leurs pièces buccales perçantes pour pénétrer dans un morceau d'excréments, puis aspirer son contenu liquéfié.

"Beaucoup d'enfants traversent une phase où ils aiment jouer avec les insectes", explique Chen. « La plaisanterie parmi les entomologistes est que nous n’en sommes jamais sortis. Je travaille désormais davantage avec les bactéries présentes dans les insectes, ce qui est intéressant. »

Chez Emory, Chen s'appuie sur l'expertise de deux conseillers, qui sont tous deux auteurs principaux de l'article Current Biology. Nic Vega, professeur adjoint de biologie, se concentre sur la façon dont les microbes forment des communautés complexes. Nicole Gerardo, professeur de biologie, étudie l'évolution des interactions hôte-microbe, notamment chez les insectes.

Jason Chen fait remonter sa fascination pour les insectes et le monde naturel à son enfance. "C'est ce qui me fait me lever le matin : la motivation d'en apprendre davantage sur le fonctionnement du monde", dit-il. (Photo de Peyton Panos)

Jason Chen fait remonter sa fascination pour les insectes et le monde naturel à son enfance. "C'est ce qui me fait me lever le matin : la motivation d'en apprendre davantage sur le fonctionnement du monde", dit-il. (Photo de Peyton Panos)

« Symbiote » est le terme utilisé pour désigner un organisme plus petit qui vit en symbiose avec un organisme plus grand. Les humains regorgent de centaines de milliards, voire de milliards de milliards de symbiotes, principalement des bactéries, qui vivent sur et à l’intérieur du corps. Certains membres de cette communauté invisible, connue sous le nom de « microbiome », peuvent avoir un effet négatif sur la santé d'une personne. Mais d’autres microbes profitent à leurs hôtes humains en aidant leur système immunitaire à se développer, en facilitant leur digestion et en produisant de l’énergie. Les différences dans le microbiome de chaque individu peuvent même déterminer sa susceptibilité à certaines maladies.