Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. Les Épingles entomologiques - En épingle en 2019 : Mars
"Odontotaenius disjunctus (Col. Passalidé) s’est fait remarquer comme le champion des costauds avant que son cousin O. taurus ne le batte en 2010, réussissant à tirer 1 141 fois son poids. Aujourd’hui, ce saproxylophage forestier nord-américain, habitant et consommateur des troncs d’arbres décidus pourris, attire l’attention par la capacité qu’ont les adultes à digérer le bois, une nourriture fort pauvre en azote.
Notre passalide en effet, avec l’aide de microbes, transforme la matière ligneuse en énergie pour ses larves (qui consomment ses excréments) et en nutriments pour les plantes. Qu’on parvienne à mettre au point une usine qui fait de même...
Une équipe du Berkley Lab (ministère états-unien de l’Énergie) menée par Javier Ceja-Navarro vient de montrer comment, le long de son tube digestif, les peuplements de micro-organismes se succèdent et accomplissent chacun une étape de la transformation de la lignocellulose.
Une colonie de cet insecte subsocial comporte jusqu’à 7 imagos ; chacun avale 4 fois son poids de bois décomposé par jour. Ses excréments, en forme de vermoulure, contiennent 3 fois plus d’azote que ce qu’il ingère et comportent des produits énergétiques comme des acétates ainsi que des biocarburants comme de l’hydrogène, de l’éthanol et du méthane.
Munis d’outils de biologie moléculaires, de spectromètres et de sondes miniatures, les chercheurs ont découvert que les tronçons successifs du mésentéron et du proctodéum (intestins moyen et postérieur) du passalide ont chacun une configuration adaptée à un microbiome particulier. Ceci permet à des processus incompatibles de s’effectuer sans conflit ; par exemple, la dépolymérisation de la lignine requiert de l’oxygène, gaz qui empêche la fermentation nécessaire à la production d’énergie. Le tube digestif est également conformé de façon à empêcher les fuites d’hydrogène et à favoriser ainsi la production d’acétates.
Il reste aux ingénieurs à imiter cette chaîne compartimentée pour transformer les déchets de bois en bioproduits d’intérêt."
- Gut anatomical properties and microbial functional assembly promote lignocellulose deconstruction and colony subsistence of a wood-feeding beetle | Nature Microbiology, 11.03.2019 https://www.nature.com/articles/s41564-019-0384-y
Illustration : étapes de la dépolymérisation et de la fermentation de la lignocellulose le long du tube digestif d’Odontotaenius disjunctus, avec les principaux micro-organismes impliqués. Jaune : stomodeum ; vert mésentron ; marron : tronçon anaérobie du proctodéum ; beige : tronçon postérieur du proctodéum ; rouge : trachées. Figure de l’article.