à l’été 2015, lors d’une conférence scientifique dans le New Hampshire, je discutais avec un biologiste nommé John McCutcheon quand un jeune chercheur japonais excité est venu et s’est présenté. Son nom était Yu Matsuura, et comme McCutcheon, il avait étudié les microbes qui vivent à l’intérieur des cigales—des insectes robustes qui sont connus pour leurs chansons fortes. Il avait trouvé quelque chose qui allait faire exploser L’esprit de McCutcheon.,
Les Cigales se nourrissent de sève végétale—un régime riche en sucre, mais pauvre en autres nutriments essentiels. Les cigales font face à l’aide de bactéries domestiquées, qui vivent à l’intérieur de leurs cellules. Ces soi-disant endosymbiontes agissent comme des compléments alimentaires vivants, fournissant à leurs insectes hôtes les nutriments qui manquent à leurs repas. La plupart des cigales ont deux de ces bactéries: Sulcia et Hodgkinia. Mais dans la plupart des espèces japonaises étudiées par Matsuura, Hodgkinia manquait. Il ne pouvait pas trouver des traces de son ADN.
Hodgkinia n’est pas facultatif., Il produit des vitamines essentielles et d’autres nutriments que Sulcia ne peut pas. S’il était vraiment absent, un autre microbe a dû compléter les cigales à sa place. « Mais peu importe ce que j’ai essayé, je n’ai trouvé aucune autre bactérie—seulement Sulcia”, explique Matsuura, qui travaille à l’Université des Ryukyus. « J’étais confus. Je pensais que j’avais peut-être fait quelque chose de mal.”
Tout est devenu clair quand il a utilisé un microscope pour examiner les organes dans lesquels les cigales maison de leurs microbes. Dans ces structures rondes, Matsuura a vu les cellules d’un champignon étranger., Au début, il pensait que les cigales avaient attrapé une infection fongique, mais il a trouvé les mêmes cellules dans toutes les espèces qui manquaient de Hodgkinia. Ces insectes avaient clairement adopté une sorte de champignon et l’avaient transformé en endosymbionte qui remplaçait la bactérie manquante.
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Et quand Matsuura a séquencé l’ADN du nouveau symbiote, il s’est rendu compte que c’était peut-être le dernier champignon auquel tout le monde s’attendait. Comme McCutcheon me l’a dit plus tard, « c’était un putain de cordyceps. »
Les champignons Cordyceps excellent pour infecter et tuer les insectes., Une espèce particulière, Ophiocordyceps unilateralis, est devenue célèbre pour sa capacité à transformer les fourmis en zombies. Il se développe à travers le corps d’une fourmi, créant un réseau de filaments qui réquisitionne les muscles de l’insecte. Ensuite, il oblige la fourmi à grimper sur une tige de plante et à serrer ses mâchoires sur le dessous d’une feuille. Une fois que la fourmi est en position, le champignon envoie une longue tige à travers sa tête, aboutissant à une boule pleine de spores qui pleuvent vers le bas et frappent les compagnons de colonie de la fourmi pendant leurs voyages de recherche de nourriture. De cette façon, le champignon zombie peut revendiquer une colonie entière., Il excelle aussi à infiltrer la culture populaire: c’est l’organisme derrière les monstres de The Last of Us et les zombies de la fille avec tous les cadeaux.
Les champignons que Matsuura a découverts dans les cigales sont tous des parents proches de cette espèce qui tue les fourmis-tous font partie du même genre Ophiocordyceps. Et cela, pour le dire franchement, est extraordinaire. Même quand ces champignons n’agissent pas comme de sinistres marionnettistes, ils agissent toujours comme des parasites tueurs. Leurs hôtes finissent presque toujours morts, avec des tiges à pointe de spores jaillissant de leurs cadavres.,
et pourtant Matsuura a montré que les cigales ont domestiqué L’Ophiocordyceps, le transformant en une partie essentielle de leur propre corps. C’est comme découvrir que Dark Vador est la nouvelle mascotte du Jedi, ou que le Joker a remplacé Alfred en tant que majordome de Batman.
de nombreux microbes bénéfiques évoluent à partir d’ancêtres parasites, et la fracture entre ces deux modes de vie est plus un continuum. ” Si souvent, nous voulons utiliser des définitions en noir et blanc pour définir ces associations entre les hôtes et les microbes », explique Nichole Broderick de l’Université du Connecticut., « Cette étude est un grand rappel de la grisaille de la biologie.”
C’est aussi un rappel que les champignons sont importantes. « Il pourrait être intéressant de les considérer comme faisant partie du microbiome d’un organisme au lieu de se concentrer uniquement sur les bactéries comme cela se fait dans la majorité des études”, ajoute Charissa de Bekker de L’Université de Floride centrale.
les Cigales certainement rencontrer beaucoup de champignons. Ils passent la majeure partie de leur vie sous terre et sont constamment entourés de champignons qui vivent dans le sol., Ceux-ci comprennent plusieurs espèces D’Ophiocordyceps qui se spécialisent dans le parasite des cigales et rien d’autre. Matsuura soupçonne que certains de ces champignons ont muté en souches plus faibles, ce qui a établi des infections bénignes et chroniques dans le sang des cigales sans les tuer purement et simplement. Ces souches sont venues coexister avec leurs hôtes. Peut-être que leur présence a conféré une sorte d’avantage, comme la résistance aux infections virales. Et peut-être auraient-ils même pu sauver certaines cigales de l’extinction.
rappelez-vous Hodgkinia, le symbiote bactérien sur lequel les cigales comptent?, Au fur et à mesure que les partenaires vont, cela « dérape vraiment”, dit McCutcheon. Il a montré que ce microbe unique a tendance à se diviser en ce qui sont effectivement plusieurs espèces filles. Une seule Cigale pourrait avoir des dizaines de ces microbes filles. Chacun d’entre eux ne contient que quelques-uns des gènes de son ancêtre. Aucun d’entre eux ne peut survivre seul, mais ils sont collectivement essentiels à la survie de l’insecte.
Ce désordre chaotique, les feuilles de la cigale dans une situation précaire., Si Hodgkinia continue à se fracturer en morceaux de plus en plus petits, certains de ces morceaux pourraient cesser de fonctionner correctement ou disparaître complètement. Dans ce cas, la bactérie ne serait plus en mesure de fournir à la cigale les nutriments dont elle a besoin. La Cigale disparaîtrait, à moins qu’elle ne puisse puiser dans une autre source de ces nutriments—une source, peut-être, comme les champignons bénins Ophiocordyceps circulant dans son corps. Ces champignons peuvent fabriquer tous les acides aminés et vitamines dont les cigales ont besoin. Quand Hodgkinia a finalement laissé tomber les insectes, Ophiocordyceps – le plus improbable des partenaires-aurait pu intensifier.,
Les Cigales japonaises ont recruté des Ophiocordyceps à au moins trois reprises. Et d’autres scientifiques, y compris le superviseur de Matsuura Takema Fukatsu, ont trouvé plusieurs autres cas dans lesquels des insectes suceurs de sève ont formé des partenariats avec ces parasites infâmes.
« La Grande image est une tapisserie de divers symbiotes microbiens qui arrivent et partent”, explique Nancy Moran de l’Université du Texas à Austin. « Et il devrait probablement y avoir un fourré de fils fantômes en arrière-plan, de tous les hôtes qui se sont éteints en raison de la dépendance à des partenaires décrépits.”