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CHRONIQUE. Une équipe européenne vient de montrer que chez la fourmi folle jaune, les mâles présentent des cellules de deux lignées génétiques totalement distinctes : une première. Nathaniel Herzberg Publié le 07 mai 2023 à 06h00, modifié le 09 mai 2023 A new mode of reproduction in animals Multicellular organisms typically develop from a single cell into a collection of cells that all have the same genetic material. Darras et al. discovered a deviation from this developmental hallmark in the yellow crazy ant, Anoplolepis gracilipes. Males of this species are all chimeras, a collection of haploid cells with only maternal or paternal genetic material (see the Perspective by Kronauer). These chimeras develop from fertilized eggs in which parental nuclei divide independently. Genetic analyses show that this unusual mode of reproduction is probably the result of a genetic conflict between two co-occurring lineages. —DJ
Les guêpes parasites Cotesia se développent à l’intérieur du corps de chenilles. Lors de la ponte de leurs œufs, elles injectent des particules produites grâce à un virus, intégré dans leur génome depuis 100 millions d’années. INEE CNRS, 25 janvier 2021 "Le génome de Cotesia vient d’être assemblé à l’échelle des chromosomes. L’étude a permis de dresser pour la première fois une carte complète de l’organisation des gènes viraux dans le génome d’une guêpe parasite. Elle révèle que le génome viral s’est considérablement étendu jusqu’à coloniser tous les chromosomes de la guêpe. Dans le cadre de cette dispersion, une partie des gènes viraux reste néanmoins concentrée dans des régions spécialisées du génome, l’une d’elles représentant la majeure partie du bras court d’un chromosome. Ces résultats, parus dans Communications Biology, suggèrent que l’évolution d’un virus intégré dans un génome eucaryote est totalement différente lorsqu’il est utile à l’organisme qui le porte. En effet, les innombrables virus intégrés qui constellent les génomes sont considérés comme des vestiges d’infections anciennes voués à un lent déclin, n’apportant qu’en de rares cas une protection contre d’autres infections. Le virus de Cotesia se distingue par le fait qu’il est absolument nécessaire à la réussite du parasitisme. En effet, il introduit des gènes induisant une immunosuppression chez la chenille qui empêche la destruction des œufs de la guêpe, puis une manipulation complexe de la physiologie de l’hôte au bénéfice du parasite. Ceci explique sans doute son expansion exceptionnelle dans le génome de la guêpe." (...) "Les virus ne sont pas toujours néfastes : ils peuvent apporter de nouvelles fonctions aux organismes qu’ils infectent. L’exemple le plus spectaculaire consiste en l’utilisation par des guêpes parasites du genre Cotesia d’un virus (nommé bracovirus) qu’elles ont intégré à leur génome au Crétacé, il y a 100 millions d’années. Ces guêpes attaquent des chenilles dans lesquelles leur progéniture se développe. Pour cela, elles fabriquent massivement des particules de bracovirus et les injectent, en même temps que leurs œufs, dans le corps de la chenille. Les particules infectent les cellules de l’hôte et les gènes viraux ainsi introduits assurent la production de facteurs de virulence. Ces derniers vont inhiber les défenses immunitaires de l’hôte et modifier de nombreux aspects de sa physiologie, rendant ainsi possible le développement des larves de guêpes à l’intérieur du corps de la chenille. Les guêpes Cotesia sont utilisées en lutte biologique du fait de leur redoutable efficacité contre certains lépidoptères ravageurs des cultures. En particulier, elles sont produites à grande échelle au Brésil depuis les années 80, pour traiter des millions d’hectares de cannes à sucre contre des chenilles foreuses de tiges, peu accessibles par les traitements phytosanitaires. Un consortium international (France, Pays-Bas, Brésil, Etats-Unis) dirigé par l’Institut de Recherche sur la Biologie de l’Insecte (IRBI - CNRS/Université de Tours) vient de montrer, grâce à l’obtention d’un assemblage complet du génome de la guêpe, que les gènes du virus ont colonisé tous les chromosomes. Alors que les virus intégrés dans les génomes se dégradent en général peu à peu, finissant par être complètement éliminés, le bracovirus, au contraire, a fait l’objet d’une large expansion qui en fait un “virus géant”. En effet, son génome par sa taille, de près d’1 Megabase, soutient la comparaison avec les plus grands virus connus, comme le Mimivirus qui infecte les amibes. Les gènes viraux sont dans l’ensemble dispersés dans les chromosomes de la guêpe, cependant certaines régions concentrent des gènes spécialisés dans les fonctions virales essentielles comme la formation des particules et des cercles d’ADN qu’elles incorporent pour les introduire dans les chenilles. La plus grande, d’un ordre de grandeur comparable au Complexe Majeur d’Histocompatibilité (CMH) essentiel à l’immunité des mammifères, constitue la majeure partie du bras court du chromosome 5 (C5). La comparaison de ces régions entre différentes espèces de guêpes apparentées montre que cette architecture est conservée suggérant l’action de fortes contraintes évolutives dans leur maintien. Malgré l’activité massive de production des particules dans les ovaires, l’analyse de l’expression des gènes de l’immunité montre que la guêpe ne considère pas le virus comme un corps étranger. Ainsi, après 100 millions d’années de domestication, le virus a été complètement intégré à la physiologie de la guêpe." (...) [Image] Carte de l’organisation des gènes du bracovirus dans le génome de la guêpe parasite Cotesia [Cotesia congregata, C. rubecula, C. glomerata, C. vestalis, C. flavipes, and C. sesamiae / Microplitis demolitor]
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. Les Épingles entomologiques - En épingle en 2018 : Octobre
"Zombiptère désigne un ordre d’insectes (de malheureux insectes) manipulés par l’Homme au moyen de dispositifs électroniques embarqués. On le connaît notamment au travers des Épingles, qui en relayent les dernières évolutions notables, depuis la création du nom.
Les participants à la dernière CCN (Conference on Cognitive Computational Neuroscience) organisée à Philadelphie (États-Unis) en septembre 2018 ont pris connaissance du travail des états-uniens Abhishek Dutta (prof.) et Evan Faulkner (assistant) réalisé à l’université de Connecticut.
Coller un sac à dos bourré d’électronique sur le thorax d’un insecte n’est pas original ; le principe est d’envoyer à distance des impulsions dans le corps du porteur pour le diriger.
Ici ce sont les lobes antennaires d’une Blatte souffleuse de Madagascar (Gromphadorhina portentosa, Blatt. Blabéridé) qui sont excités par une impulsion électrique, une toute petite châtaigne. La blatte tourne à gauche quand on excite le lobe droit et réciproquement.Probablement se figure-t-elle qu'elle s'est cognée dans quelque chose.
Leur innovation consiste en l’ajout d’une plateforme inertielle à 9 axes, d'un capteur de température et de circuits de rétroaction. Connaissant en temps réel, par une liaison Bluetooth, l’assiette, la direction, la réaction des muscles, il leur est possible de contrôler, depuis un smartphone, bien plus finement le parcours de leur blatte. Très miniaturisé, l’équipement informatique ne dépasse pas le gabarit de l’insecte ni sa capacité d’emport.
Ils promettent, comme tous les chercheurs zombiptérologues (alias insectbotisticiens), un avenir brillant à leur chimère, en sécurité civile (recherches dans les décombres) comme dans l’armée (espionnage). Il reste toutefois une grande marge de progrès avant que ces insectes augmentés mais esclavagisés quittent la paillasse. Notamment, si la réaction au premier petit coup de jus est nette, l’effet s’atténue ensuite.
Les communications faites à la CCN 2018 seront publiées bientôt."
Photo : Blatte souffleuse de Madagascar instrumentée. Cliché Dutta Lab/Uconn
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. Les Épingles entomologiques - En épingle en 2018 : Février "Le reste, c’est le microbiote, une foule de plusieurs milliers d’espèces de bactéries, hébergées dans le tube digestif. La plupart ne se trouvent nulle part ailleurs en nature. Ces endosymbiontes, indispensables, digèrent la cellulose et d’autres matériaux indigestes (comme la terre) pour le compte de leur hôte. Ils sont la clé du succès écologique des termites, dans les zones subtropicales et tropicales.
Leur vie sociale est favorable à une transmission verticale (de la mère à sa progéniture) de ces symbiontes et l’ancienneté du groupe a laissé le temps au développement d’une coévolution qui explique la teneur de ce microbiote. Selon d’autres entomologistes, les rencontres et les conditions propres à chaque lieu ont joué le rôle principal (transmission horizontale).
Pour évaluer la part des deux phénomènes, une équipe internationale a analysé le contenu du tube digestif de 94 espèces, par la technique du métabarcoding moléculaire qui permet de caractériser les composants d’un peuplement (mélange d’espèces).
Elle a également établi la phylogénie de 211 lignées bactériennes, issues de ces termites comme d’espèces voisines, grâce à l’outil informatique BLAST de comparaison de séquences.
Le résultat montre que, à côté de la transmission verticale, la transmission horizontale joue un très grand rôle ; on retrouve en effet dans chaque termite des bactéries d’autres termites, parents très éloignés.
L’acquisition de bactéries étrangères doit se faire à l’occasion des batailles, quand le vainqueur mange le vaincu.
Le façon dont toutes les composantes du microbiote s’accordent pour « travailler » ensemble à la nutrition de l’hôte reste un mystère."
D’après « Termites' unique gut 'factory' key to global domination », lu le 8 février 2018 à //phys.org/news/ et l’article source (gratuit)
Photo : ouvriers d’Orthognathotermes, avec un soldat au centre. Le tube digestif est visible au travers de leur tégument transparent. Cliché Jan Šobotník.
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. « Les Épingles parues dans le n° 177 d'Insectes »
« Les insectes piqueurs-suceurs sont incapables de vivre sans l’apport d’acides aminés essentiels fournis par des symbiontes internes. Les cigales hébergent deux bactéries, Sulcia et Hodgkinia (Candidatus Hodgkinia cicadicola de son nom complet), objets des travaux de John McCutcheon et son équipe à l’université du Montana (États-Unis).
Parmi les insectes piqueurs-suceurs, les cigales se distinguent par une durée de vie très longue, de 2 ans au minimum jusqu’à 13 et17 ans pour les cigales périodiques nord-américaines. Des conditions particulières pour leurs symbiontes. »
« Ayant découvert que Hodgkinia s’était dédoublée en 2 espèces nouvelles, les chercheurs ont postulé que chez les espèces les plus longévives, cette bactérie avait eu l’occasion (depuis 10 millions d’années) de donner naissance à plusieurs espèces. Examinant (par séquençage des gènes) le bactériome de Magicicada tredecim, ce sont des douzaines d’espèces nouvelles, génétiquement bien séparées, qu’ils ont trouvées : une « extravagante complexité ».
De son côté, Sulcia est restée unique, sans doute à cause d’un taux de mutation très bas. »
« Pour John McCutcheon, il s’agit là d’un cas d’évolution qui n’est pas une adaptation et les cigales affrontent un problème délicat. En effet la fonction initiale de H. cicadicola – la fourniture d’acides aminés -, est désormais répartie entre une foule d’espèces et chacune est indispensable. On doit se demander comment la cigale arrivera à gérer une symbiose à d’aussi nombreux partenaires. »
« Ces travaux ne concernent pas seulement l’entomologie : ce qui se passe dans les cigales devrait permettre de comprendre l’histoire des organelles, comme les mitochondries, résultats d’une très ancienne symbiose. »
Étude publiée dans PNAS sous le titre « Genome expansion via lineage splitting and genome reduction in the cicada endosymbiont Hodgkinia », en ligne gratuitement.
[Image] Sympatric Speciation in a Bacterial Endosymbiont Results in Two Genomes with the Functionality of One: Cell
http://www.cell.com/abstract/S0092-8674(14)01037-X?mobileUi=0
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Son nom scientifique c’est Anoplolepise gracilipese. Et on la qualifie de folle parce qu’elle est très agressive et envahissante… Le Journal des sciences (extrait) Vendredi 7 avril 2023 Alexandra Delbot La reproduction particulière de la fourmi folle jaune Elle s’attaque à toutes sortes d’animaux, des plus petits invertébrés à de plus grands mammifères. Par exemple, elle est responsable de l’extinction des crabes rouges sur l’île de Christmas. On la retrouve sur ces îles du Pacifique et dans une grande partie du Sud-est de l'Asie. Et les premiers myrmécologues qui se sont intéressés à cette espèce se sont rendu compte qu’il y avait quelque chose de bizarre dans la génétique de cette fourmi. Parce que normalement, les hyménoptères, dont font partie les fourmis mais aussi les abeilles et les guêpes, ont un mode de détermination du sexe qu'on dit haplodiploide - différent de ceux des humains. Les femelles portent deux copies de chaque chromosome, on dit qu’elles sont diploïdes, une copie qui vient de la mère et une du père par reproduction sexuée. Tandis que les mâles, sont haploïdes, ils n’ont qu’une seule copie de chromosomes parce qu’ils proviennent d'un œuf non fécondé. Jusqu’ici, tout est normal et connu. Seulement, les premières études ont montré que les mâles de la fourmi folle jaune ont deux copies de chromosomes. Pour tenter d’expliquer cette particularité, ces scientifiques ont regardé le contenu génétique non pas de l’individu dans sa globalité mais de cellules individuelles, chez les femelles et chez les mâles. Résultat, les mâles ont bien deux copies de chromosomes, mais dans des cellules différentes… Toutes les cellules n’ont pas le même matériel génétique. C’est ce qu’on appelle du chimérisme. Entretien avec Hugo Darras, professeur assistant à l’Université Mainz en Allemagne et co-auteur de l’étude parue dans Science. LES MATINS DE CULTURE - 852 JDS /02 ITW Hugo Darras 1 min ------- NDÉ Illustration Male yellow crazy ants inherit both W and R DNA. But instead of being paired within cells, these genomes remain separate and occupy different cells. These W and R cells are unevenly distributed throughout the body, and that distribution differs among individuals, a new genetic analysis found. Five representative males (illustrated) show the variation in the proportion of cells with R or W DNA found in different tissues.H. Darras et al/Science 2023 via Invasive yellow crazy ants create male ‘chimeras’ to reproduce, 06.04.2023 https://www.sciencenews.org/article/invasive-yellow-crazy-ants-male-chimeras-reproduce L'étude
Selon une nouvelle étude, un nouveau fossile que les scientifiques ont qualifié de déconcertant, beau et comme étant l’ornithorynque de la famille du crabe nous renseigne maintenant sur la façon dont ses parents crustacés ont évolué.
Par GuruMed, 26.04.2019
"Des paléontologues ont examiné plus de 70 spécimens exceptionnellement bien conservés de la toute nouvelle branche de l’arbre de l’évolution du crabe, ainsi que des centaines de fossiles de crevettes et d’autres types de crustacés, provenant de dépôts en Colombie et aux États-Unis qui datent de 90 à 95 millions d’années de la période du Crétacé. Ils ont nommé la nouvelle espèce Callichimaera perplexa, qui se traduit par “belle et déconcertante chimère”."
(...) Image d’entête : reconstitution de l’ancien crabe Calichimaera perplexa. (Oksana Vernygora/ Université d’Alberta)
... la découverte de cette araignée de 100 millions d’années, conservée dans de l’ambre, pourrait s’inscrire… ou pas, dans l’histoire de l’évolution des araignées.
Par la découverte de 4 spécimens, le nom formel de l’ancien arachnide fut Chimerarachne yingi. Son nom de genre, issu de la mythique Chimère grecque, est une allusion à son inhabituel mélange de caractéristiques physiques. Il y en a déjà une que vous avez probablement remarquée : une longue queue segmentée ressemblant à un fouet.
Les quatre spécimens ont été conservés dans de l’ambre du Myanmar (anciennement Birmanie). L’une des études décrit l’holotype, ou un exemple, de l’espèce, ainsi qu’un deuxième spécimen. L’autre étude détaille deux autres individus.
La combinaison des caractères primitifs et avancés chez la C. yingi est si inhabituelle que les deux équipes de chercheurs à l’origine de ces études sont en désaccord sur ce qu’est l’animal, en termes d’évolution.
Le concept d'organisme montre aujourd'hui ses limites : il faut désormais prendre en compte le fait qu'un animal ou une plante ne peut vivre sans les multiples microorganismes qui l'habitent. Par Marc-André Selosse. Pour la Science > N°469 - novembre 2016 "... Les plantes et les animaux sont habités de microbes qui façonnent leurs traits : cela a conduit au concept d'holobionte (du grec holo, tout, et bios, vie), qui désigne l'unité biologique composée de l'hôte (plante ou animal) et de tous ses microorganismes. De plus en plus de biologistes substituent ce concept à la vision d'organismes isolés, car tous sont accompagnés. Comment se mettent en place les holobiontes ? En quoi cela modifie-t-il l'hôte ? Nous allons voir que la coexistence au sein de l'holobionte détermine l'évolution des partenaires." [Image] Un champignon du genre Neotyphodium étend ses filaments au milieu du tissu cellulaire d'une graminée du genre Festuca. Ce champignon aide son hôte à se débarrasser des insectes et autres ravageurs en synthétisant divers alcaloïdes toxiques. Mais, sélectionné involontairement dans la graminée cultivée Kentucky 31, le champignon Neotyphodium a aussi empoisonné les vaches qui broutaient la graminée.
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