Or ce qu’il faut savoir quand on travaille sur la génétique des mouches, c’est que les chercheurs qui ont découvert ces gènes, l’ont souvent réalisé en observant des mouches mutantes. Du coup, les gènes portent les noms de ce qu’évoquaient aux chercheurs les déformations morphologiques entrainées par les mutations des dits gènes. Exemple: voici la déformation entrainée par la mutation d’un gène:
(Nubbin)
L’œil averti de l’expérimentateur lui permet de remarquer que l’aile de mouche ne ressemble plus qu’à un petit bout (nubbin en anglais) d’aile. Et voilà, le gène s’appellera donc nubbin (qui, au passage, signifie également téton surnuméraire… ça c’était pour les amateurs de Friends).
Et voici maintenant le même processus chez Publilia modesta:
[Body plan innovation in treehoppers through the evolution of an extra wing-like appendage - Nature Volume: 473, Pages: 83--86 Date published: (05 May 2011) Supplementary Movie 2]
Non seulement les ailes se déplient et gonflent, mais le casque fait la même chose!
Bon là j’espère que vous êtes convaincus. Et bien sachez que ce n’est pas suffisant pour convaincre totalement la communauté scientifique actuelle: les preuves morphologiques et développementales, c’est une chose, mais il faut aussi être capable de prouver que le casque est bel et bien une paire d’ailes hautement modifiées, et ce grâce à des outils génétiques: Est-ce que les gènes qui sont impliqués dans la formation des ailes chez une mouche par exemple, servent également à former le casque des membracides?
Le problème, c’est que des appendices, sur le pronotum, aucun insecte actuel n’en possède! Les seuls appendices qui existent sur la partie dorsale du thorax des insectes, ce sont les ailes… Du coup, si on veut postuler que le casque est un appendice dorsal modifié, on doit considérer qu’il s’agit d’ailes modifiées… Faudrait être sacrément culoté pour proposer ça! Déjà, ça voudrait dire que le casque provient d’une fusion de deux appendices, parce que, chez les membracides adultes, le casque est une structure solidaire en un bloc! Or les ailes, elles poussent de chaque côté du thorax des insectes, non?
Mais bon c’est pas parce qu’une idée semble folle qu’il ne faut pas la tester.
Du coup, Benjamin Prud’homme et ses collègues se sont mis à observer, en plus des animaux adultes, les différents stades du développement des Membracides. Et là, ils ont accumulé de plus en plus d’indices pour dire que le casque, aussi incroyable que ça puisse paraître, est bel et bien une paire d’ailes modifiées poussant sur le segment T1:
1) Non seulement le casque est lié au pronotum par une jonction articulée, mais cette jonction est similaire à la jonction articulée (ou pteralia) de l’aile:
(Présence de pteralia à la jonction du casque de Publilia modesta, Prud'homme et al., 2011)
Cependant, Nicolas Gompel n’arrivait pas à concilier l’avis consensuel des entomologistes avec certaines observations d’entomologistes amateurs sur le terrain qui, voulant capturer des membracides, se retrouvaient le plus souvent avec le casque entre les doigts tandis que l’insecte avait réussi à s’échapper. Comment les membracides pouvaient-ils se passer d’un segment de leurs corps? Si on imagine que le casque des membracides est un appendice, à l’instar des ailes, ces histoires semblent plus probables! Pour en avoir le cœur net, Nicolas Gompel a commencé à lentement accumuler les indices:
1) le casque présente une certaine mobilité (voir la vidéo suivante où un expérimentateur teste la flexibilité du casque de Publilia modesta)
Mais en plus de nous surprendre sur la parenté étrange des membracides, l’arbre phylogénétique précédent nous apprend également que l’émergence de l’étrange casque des membracides (symbolisée par une flèche noire) a coïncidé avec la diversification de ces espèces, il y a 40 millions d’années. Ça veut dire en gros qu'au moment où les membracides ont divergé des autres hémiptères, il est vraisemblable qu’ils possédaient déjà leur casque caractéristique.
Benjamin Prud’homme et Nicolas Gompel se sont ensuite demandé quelle était la nature exacte des casques des membracides. Il s’avère qu’il s’agit d’un long débat entre entomologistes poussiéreux, démarré dans les années 50: d’un côté le camp considérant que les casques sont des excroissances du pronotum qui est la partie dorsale du premier segment du thorax des insectes… un schéma vaut mieux qu’un long discours:
(Le pronotum)
L’autre camp défend l’idée qu’il s’agit plutôt d’appendices dorsaux du pronotum. Un débat existentiel, comme on ne sait plus en faire!
Mais on y apprend aussi que le groupe d’espèces le plus proche des membracides, en terme de parenté, est celui des cicadas… Mince, c’est un terme anglophone… Peut-être que le son suivant vous mettra alors la cicada à l’oreille:
Bref, la plupart d’entre nous aura vu ces images, se sera extasiée, et aura continué son petit bonhomme de chemin sans prêter une plus longue attention à ces fascinants insectes. On fait d’ailleurs bien la même chose avec les chapeaux de ces dames britanniques, en ne nous souciant pas des origines psychologiques qui les poussent à acheter à prix d’or, puis porter, les œuvres exposées plus haut…
Heureusement pour nous, certains chercheurs sont plus têtus! C’est le cas de Nicolas Gompel et Benjamin Prud’homme qui se sont demandés quelles étaient la nature et l’origine des casques des membracides. Comme ce sont des chercheurs précautionneux, avant de répondre à la question de l’origine de ce casque, ils ont voulu d’abord en savoir plus sur les membracides, et surtout savoir quelles sont les relations de parentés entre les membracides et les autres insectes. Pour cela, ils ont utilisé l’arbre phylogénétique suivant:
(Position des membracides dans un arbre phylogénétique simplifié des insectes, Prud'homme et al, 2011)
Heureusement pour nous, Benjamin Prud’homme et Nicolas Gompel ne sont pas seulement de fins entomologistes, ce sont aussi des chercheurs de renom en Evo-Devo! Cela signifie qu’ils vont savoir montrer si les gènes impliqués dans le développement de l’aile sont aussi impliqués dans le développement du casque des membracides.
La très très grande majorité des données génétiques et développementales qu’on connait sur la formation des ailes a été découverte chez la mouche du vinaigre, Drosophila melanogaster:
(Drosophila melanogaster, la mouche la plus célèbre chez les scientifiques!)
5) (ma preuve morphologique préférée avec le réseau de veines) Au moment de la dernière métamorphose que subit la nymphe pour passer au stade adulte, le casque se déplie et gonfle… comme une aile! Pour vous aider à comprendre, voici la manière dont les ailes se déplient chez une cigale qui passe au stade adulte:
On voit dans le rectangle rouge que le type d’articulation entre le casque et le pronotum est de la même nature que l’articulation entre l’aile et le mesothorax du même animal. Et c’est bien différent de ce qu’on observe pour une extension du pronotum!
(Coupes histologiques de Publilia modesta à travers le segment T1 et T2, Prud'homme et al., 2011)
Victoire, on a accumulé assez de preuves pour considérer raisonnablement que le casque est un appendice du pronotum. Maintenant la question c’est: S’agit-il d’un tout nouvel appendice, une innovation évolutive venue de nulle part? Ou s’agit-il d’un appendice modifié?
2) le casque est relié au pronotum par une jonction articulée. En effet, si le casque était une extension du pronotum comme chez le tigre du platane Corythucha ciliata (ben quoi, y’a bien le tigre du Bengale…), voici ce que l’on observerait en coupe histologique:
(Coupe histologique du pronotum de Corythucha ciliata, Prud'homme et al, 2011)
Depuis les années 50, le camp de l’extension du pronotum semblait cependant avoir largement gagné la bataille: d’une part, de nombreux hémiptères portent des extensions du pronotum, comme la punaise Dysodius magnus:
(Dysodius magnus)
Par contre, à l’heure actuelle, aucun insecte vivant ne porte d’appendices dorsaux sur le premier segment du thorax. Pour information, ce qui distingue un appendice d’une simple extension du pronotum, c’est la présence d’une articulation entre le pronotum et l’appendice qui rend l’appendice mobile par rapport au reste du corps de l’insecte. Sur le thorax des insectes, il y a 6 appendices ventraux, les pattes, et généralement 4 appendices dorsaux, les ailes. Et si vous chopez un insecte, vous pourrez constater en effet que les ailes et les pattes sont reliées au reste du corps par une jonction articulée et qu’il s’agit bien d’appendices mobiles par rapport au reste du corps (et maintenant relâchez cet insecte bande de brutes!).
Certains entomologistes s’amusent même à postuler que la fonction de ces casques est de pouvoir communiquer avec la planète dont proviennent les membracides… en même temps c’est pas en étant entomologiste qu’on se garantit d’avoir un humour à toute épreuve…
To get content containing either thought or leadership enter:
To get content containing both thought and leadership enter:
To get content containing the expression thought leadership enter:
You can enter several keywords and you can refine them whenever you want. Our suggestion engine uses more signals but entering a few keywords here will rapidly give you great content to curate.
Your new post is loading...
