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Une symbiose magnétique entre des bactéries et un protiste

Une symbiose magnétique entre des bactéries et un protiste | EntomoNews | Scoop.it

"Dans un article publié dans le journal Proceedings of the National Academy of Science, des scientifiques viennent de révéler la symbiose entre des organismes microbiens, dont les propriétés magnétiques leur permettent de naviguer collectivement dans les sédiments. Ce travail rendu possible par une forte interaction entre la science des matériaux et la microbiologie, aide à comprendre les mécanismes associés à l’émergence de nouvelles fonctions chez le vivant."

 

Contact

Christopher Lefevre

 

"L’étude des interactions du vivant à l’échelle microscopique serait encore aujourd’hui inaccessible sans l’interdisciplinarité de scientifiques armés de technologies de pointe. En effet, le résultat du croisement de leurs travaux a aujourd’hui permis de révéler une singulière association entre des bactéries magnétotactiques et leur hôte, un eucaryote unicellulaire (i.e. protiste).

 

Comprendre l’intérêt de la présence des bactéries attachées à la surface du protiste, montre l’ingéniosité d’adaptations environnementales dont font preuve les microorganismes face à leur environnement.

 

Les microorganismes sont en effet capables de percevoir leur environnement et de réagir à leurs fluctuations à l’aide de récepteurs en tous genres : pression, température, et même le champ magnétique terrestre. Des microorganismes ont élaboré des structures sensorielles spécifiques ou des stratégies écologiques leur permettant d’exploiter les variations du champ magnétique terrestre.

 

De nombreux animaux, notamment des oiseaux, des poissons et des insectes, possèdent naturellement cette capacité de géolocalisation pour s’orienter lors de leur migration sur de longues distances. Dans le monde microbien, la magnétoréception des bactéries repose sur la synthèse de chaînes de nanocristaux magnétiques intracellulaires. C’est à l’heure actuelle, la seule forme de géolocalisation à avoir été caractérisée par les scientifiques."

 

[...]

 

"De manière surprenante, la description détaillée des structures mises en place entre les bactéries et le protiste montre un excès de magnetosome par rapport à ce qui serait nécessaire pour expliquer les mécanismes de géolocalisation. Il semble que d’autres avantages pour la physiologie des microorganismes aient été développés au cours du temps. Ces travaux ouvrent donc de nouvelles pistes à explorer pour comprendre ces interactions symbiotiques."

 

 

Pour en savoir plus :

 

 
[Image] Image colorisée de cryomicroscopie à rayons X à transmission obtenue au synchrotron d’Alba en Espagne. Reconstruction du volume d’un holobionte magnétotactique montrant les chaines de nanocristaux magnétiques (en rouge) synthétisées par les symbiontes magnétotactiques attachés à la surface de leur hôte eucaryote (en cyan).
Crédit : Lefèvre and al.
Bernadette Cassel's insight:

 

 

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Magnétoréception : les rouges-gorges utilisent la mécanique quantique pour percevoir les champs magnétiques de la Terre... et s'orienter

Magnétoréception : les rouges-gorges utilisent la mécanique quantique pour percevoir les champs magnétiques de la Terre... et s'orienter | EntomoNews | Scoop.it
Les oiseaux migrateurs ont une étonnante capacité à s'orienter et à trouver leur chemin sur des milliers de kilomètres entre les différents sites saisonniers. Les oiseaux migrateurs qui voyagent la nuit, souvent seuls, sont particulièrement impressionnants. Bien que l'on sache depuis les années 1960 que les oiseaux peuvent utiliser le champ magnétique terrestre pour s'orienter, les mécanismes exacts sont restés insaisissables.

 

Guru Med | 25 Juin 2021

 

 

[Image] Représentation de la protéine photosensible cryptochrome 4 (CRY4). Quatre acides aminés (vert clair) dans lesquels des paires de radicaux peuvent se former sont essentiels pour les propriétés magnétiques de la molécule. (Ilia Solov’yov/ Carl-von-Ossietzky Universität Oldenburg)

Bernadette Cassel's insight:

 

→ 'magnétoréception' in EntomoNews (2 scoops)
https://www.scoop.it/topic/entomonews/?&tag=magn%C3%A9tor%C3%A9ception

  

→ Comment les animaux perçoivent les champs magnétiques (sur EntomoScience) - De www.pseudo-sciences.org - 1 février 2014, 19:27

 

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Première observation de cellules vivantes réagissant aux champs magnétiques

Première observation de cellules vivantes réagissant aux champs magnétiques | EntomoNews | Scoop.it
L‘un des “sixièmes” sens les plus remarquables du règne animal est la magnétoréception, la capacité à détecter les champs magnétiques, mais son fonctionnement exact reste un mystère. Récemment, des chercheurs japonais ont peut-être trouvé un élément essentiel de l’énigme, en réalisant les premières observations de cellules vivantes et non altérées réagissant à des champs magnétiques.

 

Guru Med | 9 Jan 2021

"On sait que de nombreux animaux se déplacent en détectant le champ magnétique terrestre, notamment les oiseaux, les chauves-souris, les rats-taupes, les anguilles, les baleines… et, selon certaines études, peut-être même les humains. Cependant, le mécanisme exact en jeu chez les vertébrés n’est pas bien compris. Une hypothèse suggère que c’est le résultat d’une relation symbiotique entre les animaux et les bactéries qui détectent le champ magnétique."

 

"... Dans les cellules vivantes des animaux disposant d’une magnétoréception, on pense que des protéines appelées cryptochromes seraient les molécules qui subissent ce mécanisme de paires radicales. Et à présent, des chercheurs de l’université de Tokyo ont observé pour la première fois des cryptochromes réagissant aux champs magnétiques."

(...)

 

 

[Image] A short burst of blue light shines on a specific area (blue circle) of a single HeLa (human cervical cancer) cell and then the light that the cell emits back is measured (center). The cellular autofluorescence occurs only in the area that was irradiated with blue light (center, right). © Ikeya and Woodward, CC BY, originally published in PNAS DOI: 10.1073/pnas.2018043118

Bernadette Cassel's insight:

 

"C’est néanmoins chez les insectes que l’on a apporté la preuve la plus convaincante de ce qu’un cryptochrome est l’élément responsable de la magnétoréception : la drosophile (mouche du vinaigre) peut être conditionnée à répondre à la présence d’un champ magnétique en choisissant un tube auquel est appliqué un champ magnétique de l’ordre de 500 microTeslas. La réponse dépend de la longueur d’onde de la lumière utilisée. La réponse obtenue sous spectre lumineux complet ne se produit pas chez les drosophiles génétiquement déficientes en cryptochrome, ce qui montre le caractère indispensable à la magnétoréception de ce photopigment."

 

Henri Brugère

 

via "Comment les animaux perçoivent les champs magnétiques" - De www.pseudo-sciences.org - 1 février 2014, 19:27

 

 

___________________________________

 

À (re)lire aussi :

 

→ Le sens de l'orientation expliqué par... une protéine de l’œil, chez la drosophile - De www.europe1.fr - 25 novembre 2015, 11:49

 

 

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Suivre l'impact du magnétisme sur le comportement des animaux

Suivre l'impact du magnétisme sur le comportement des animaux | EntomoNews | Scoop.it
Depuis plus de 50 ans, les scientifiques ont observé que le comportement d'une grande variété d'animaux peut être influencé par le champ magnétique terrestre.

 

by La Rédaction · 24 février 2023

 

"Depuis plus de 50 ans, les scientifiques ont observé que le comportement d’une grande variété d’animaux peut être influencé par le champ magnétique terrestre. Cependant, malgré des décennies de recherche, la nature exacte de ce « sens magnétique » reste insaisissable. Will Schneider et Richard Holland de l’Université de Bangor au Pays de Galles et leur collègue Oliver Lindecke de l’Institut de biologie d’Oldenburg, en Allemagne, ont maintenant rédigé un aperçu complet de ce domaine interdisciplinaire, en mettant l’accent sur la méthodologie impliquée. Ce travail est maintenant publié dans la revue Thèmes spéciaux de l’EPJ.

 

Ce sens magnétique, ou « magnétoréception », a été remarqué pour la première fois chez les oiseaux, et en particulier chez les oiseaux chanteurs migrateurs. Il a maintenant été observé chez de nombreuses autres espèces, notamment des mammifères, des poissons et des insectes. Cependant, la relation exacte entre le champ magnétique et le comportement est difficile à cerner car elle peut être masquée par d’autres facteurs environnementaux. Les expériences doivent être conçues avec beaucoup de soin si l’on veut que leurs résultats soient statistiquement valables.

 

« Notre objectif est de fournir une vue d’ensemble équilibrée aux chercheurs qui souhaitent entrer dans ce domaine passionnant de la biologie sensorielle », explique Schneider. Lui et ses co-auteurs ont décrit une gamme de méthodes utilisées pour déduire si le comportement d’un animal est affecté par un champ magnétique. Celles-ci incluent l’utilisation du GPS pour marquer l’alignement des animaux avec le champ terrestre pendant les activités normales, telles que le pâturage des vaches ; observer le comportement après que les tissus supposés être responsables de la magnétoréception ont été retirés ou que des gènes ont été éliminés ; et attacher de petits aimants sur ou près du corps des animaux pour perturber le mécanisme. Des travaux supplémentaires par des physiologistes animaux, des neuroscientifiques, des généticiens et d’autres seront également nécessaires pour vraiment comprendre ce phénomène.

Et cette recherche n’a pas qu’un intérêt académique. « Comprendre la magnétoréception animale nous aidera à protéger les animaux relâchés dans des environnements inconnus à l’état sauvage », ajoute Lindecke."

 

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NDÉ

Travaux récents

 

 

 

[Image] Behavioural testing of animal magnetic sensing in the laboratory and the wild. Typically, measures range from a observing body alignment in inactive or moving animals, e.g. in termites which occupy resting positions perpendicular to the magnetic field direction [6], to manipulations of the animal or its immediate surroundings. Numbing or removing the (nerve)tissues [...]

Bernadette Cassel's insight:

 

 

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Shocking News – la vérité sur l'électroperception - les insectes peuvent "sentir" les champs électriques

Shocking News – la vérité sur l'électroperception - les insectes peuvent "sentir" les champs électriques | EntomoNews | Scoop.it

"Static electric fields are common throughout the environment and this has been known for some time (e.g Lund (1929) and back in 1918, the great Jean-Henri Fabre, writing about the dung beetle, Geotrupes stated “They seem to be influenced above all by the electric tension of the atmosphere."

 

Shocking News – the truth about electroperception – insects can ‘feel’ electric fields | Don't Forget the Roundabouts

March 3, 2020 · 9:05 am

 

 

Traduction du début de l'article :

 

Les champs électrostatiques sont courants dans l'environnement, ce qui est connu depuis un certain temps (par exemple, Lund (1929) et, en 1918, le grand Jean-Henri Fabre, écrivant sur le bousier Geotrupes, déclarait : "Ils semblent être influencés avant tout par la tension électrique de l'atmosphère. Par les soirées chaudes et étouffantes, lorsqu'un orage se prépare, je les vois se déplacer encore plus que d'habitude. Le lendemain est toujours marqué par de violents coups de tonnerre".

 

Dans ces conditions, il est surprenant qu'il ait fallu attendre les années 1960 pour que les entomologistes commencent à s'intéresser réellement à l'électroperception, lorsqu'un entomologiste canadien décida d'approfondir le phénomène, mais en utilisant des mouches (Edwards, 1960). Il a constaté que si Drosophila melanogaster et Calliphora vicina étaient exposées à un champ électrique, mais pas en contact avec celui-ci, elles cessaient de se déplacer. Calliphora vicina avait besoin d'une tension plus forte pour provoquer une réponse que D. melanogaster, ce qui pourrait peut-être être lié à leurs tailles relatives. Il semblait que leur mouvement était réduit lorsque la charge électrique était appliquée et modifiée, mais pas si le champ était constant.

 

Traduit avec www.DeepL.com/Translator (version gratuite)

 

References

 

Bullock, T.H. (1999) The future of research on elctroreception and eclectrocommunicationJournal of Experimental Biology, 10, 1455-1458.

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Eagleson, C. (1940) Fire ants causing damage to telephone equipment.  Journal of Economic  Entomology, 33, 700.

Edwards, D.K. (1960) Effects of artificially produced atmospheric electrical fields upon the activity of some adult Diptera.  Canadian Journal of Zoology, 38, 899-912.

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Fabre, J.H. (1918) The Sacred Beetle and Others. Dodd Mead & Co., New York.

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Le sens de l'orientation expliqué par... une protéine de l'oeil

Le sens de l'orientation expliqué par... une protéine de l'oeil | EntomoNews | Scoop.it

"Selon une étude chinoise, une protéine produite par la rétine permettrait de capter le champ magnétique."

 

Par Noémi Marois. Europe1, 25.11.2015


« Savoir s'orienter ? Un jeu d'enfant pour les animaux, pas vraiment une évidence pour les humains. Et pourtant, une étude chinoise, parue récemment dans Nature Materials et rapportée par Futura Sciences, a permis de mettre le doigt sur une protéine qui pourrait jouer un rôle déterminant dans la captation du champ magnétique.

MagR. C'est en étudiant le génome de la mouche que des chercheurs de l'université de Pékin ont découvert une protéine appelée MagR. Produite par la rétine de l’œil, sensible à la lumière et ayant une forme de tige, elle se comporte comme une aiguille de boussole, s'orientant vers le nord ou vers le sud. Cette protéine est donc en quelque sorte un capteur magnétique. Fortement présente chez la mouche, MagR existe aussi chez les pigeons, les rats, les baleines... et aussi chez les humains, bien que dans une moindre mesure, précise l'étude. »

 

[...]

 

 

Traduction du résumé :

 

L'idée que les animaux puissent détecter le champ magnétique terrestre était autrefois ridicule, mais elle est aujourd'hui bien établie. Pourtant, la nature biologique de ce phénomène de magnétosenseur reste inconnue. Nous présentons ici un récepteur magnétique présumé (Drosophila CG8198, ici appelé MagR) et un complexe protéique multimérique de magnétosenseur en forme de bâtonnet, identifiés par postulation théorique et par criblage à l'échelle du génome, et validés par des méthodes cellulaires, biochimiques, structurelles et biophysiques. Le complexe de magnétosenseurs se compose du magnétorécepteur putatif identifié et de cryptochromes photorécepteurs connus liés à la magnétosense (Cry), possède les attributs des systèmes à base de Cry et de fer, et présente un alignement spontané dans les champs magnétiques, dont celui de la Terre. Un tel complexe de protéines peut constituer la base de la magnétoréception chez les animaux et peut mener à des applications dans de multiples champs.

 

Traduit avec www.DeepL.com/Translator (version gratuite)

 

[Image] The biocompass model of animal magnetoreception and navigation.

Bernadette Cassel's insight:

 

AJOUT au 10.01.2021

 

→ A magnetic protein biocompass : nature.com search
https://www.nature.com/search?q=A+magnetic+protein+biocompass+

 

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