Strange Stuff And Funky Things

Vous vous souviendrez peut-être de la technique effrayante qu’utilisaient les guêpes braconides Glyptapanteles pour s’assurer que leurs progénitures aient assez de vivres et soient bien protégés. J’avais alors eu du mal à trouver des films illustrant la manière dont s’évade les petites larves de guêpes du corps de la chenille. J’imagine que de nombreux lecteurs étaient restés sur leur faim (ou vomi… au choix). Heureusement pour nous, la nature nous réserve de belles surprises et en creusant un peu, on s’aperçoit que Glyptapanteles n’est pas la seule à utiliser cette technique! Ainsi, une autre guêpe braconide, Cotesia glomerata (ou Apanteles glomerata), utilise un procédé similaire pour parasiter le corps de la chenille Pieris brassicae, et les équipes de National Geographic ont réussi à obtenir des images bien cracra pour nous illustrer ça! D’abord un coup d’œil sur les protagonistes:

La guêpe Cotesia glomerata

La chenille du papillon Pieris brassicae (La piéride du chou)

Pieris brassicae n'ayant pas rencontré Cotesia glomerata durant sa jeunesse

Incroyable coïncidence, pendant la rédaction de cet article (à la cool hein, je suis en vacances…), j’ai eu l’occasion de rencontrer un véritable spécimen de Pieris brassicae! Occasion donc de dévoiler mes (piêtres) talents de photographe…

Le hasard fait bien les choses, non?

Prélude à l’histoire: tout commence par une belle histoire d’amour entre un papa guêpe et une maman guêpe. Une fois leur idylle d’une bonne vingtaine de secondes terminée, la maman guêpe va se mettre en quête d’une chenille bien dodue. Elle va se poser gentiment sur un beau spécimen et lui insérer son ovipositeur en forme de dard entre les plaques de son exosquelette pour y déposer 30 de ses œufs (ou de manière plus prosaïque, l’enfiler pour pondre). Juste après l’éclosion, les œufs libèrent 30 larves affamées qui vont se mettre à boire le sang de la chenille et grignoter ses organes…

Et maintenant sans plus attendre, la vidéo dégueu du Vendredi (tirée du documentaire In the Womb)!

Transcription:

Notre chenille parasitée, a passé les derniers douze jours à se goinfrer. Elle parait maintenant terriblement obèse. Mais il ne s’agit pas que du gras. Les larves de la guêpe se trouvent juste sous sa peau. Chacune font la taille d’un grain de riz. Mais toutes ensembles, elles représentent un tiers du poids de la chenille. Les larves n’ont pas encore finies de grandir et doivent garder leur hôte en vie. Même si elles se repaissent de son sang, elles se sont bien gardées d’endommager un seul de ses organes vitaux. Cette paix fragile, ne durera pas. En quelques jours, les larves sont totalement matures. Soudain, elles se mettent en action. Pendant les deux précédentes semaines, cette mère nourricière leur a apporté nutriments et sécurité. Mais maintenant, elles n’en ont plus besoin…Pour accomplir la nouvelle étape de leur cycle de vie, elles doivent sortir!

La peau épaisse de la chenille devrait être une barrière solide pour les larves parasitaires. Mais au cours de leur développement, elles se sont vues munies de dents coupantes comme des scies. Ces mâchoires acérées ne leur sont que d’une seule utilité: creuser leur sortie. Coup après coup, les larves tranchent les couches de peau. Au même moment, elles sécrètent des molécules paralysant la chenille. Alors que les larves s’échappent, la chenille reste impuissante.

Enfin libres, les larves entrent dans une nouvelle étape de leur développement. Elles se pressent de se tisser des cocons de soie. Ils leurs procureront un environnement idéal pour leur dernière transformation. Mais ironiquement, le plus grand danger qui attend ses larves, s’est de devenir elles mêmes les victimes d’autres espèces de guêpes parasitaires. De manière incroyable, la chenille blessée va les aider. D’habitude, une chenille se tisserait son propre cocon de soie. Mais la chenille parasitée, va tisser son propre cocon, autour des larves de guêpes, leur donnant alors une couche supplémentaire de protection. Des scientifiques pensent que le virus qui a infecté la chenille au moment de la ponte, s’attaque maintenant au cerveau de la chenille, causant alors cette anomalie bizarre de comportement. Le comportement d’agressivité de la chenille va également être utilisé par le virus de le guêpe. La chenille devient un garde du corps, protégeant activement les cocons d’autres parasites. Elle va les surveiller sans se reposer, jusqu’à ce que finalement, elle meurt de faim.

Alors entre deux passages aux toilettes à déverser vos tripes, vous vous demandez peut-être qu’elle est cette histoire de virus?

Et bien cette histoire de virus, elle découle d’une autre question que vous vous êtes peut être posée (ou auriez du vous poser): comment diable font ces larves pour échapper au système immunitaire de la chenille?

En effet, les insectes, y compris les chenilles, possèdent tous un système immunitaire efficace à base de molécules défensives et cellules-gendarmes à la recherche de tout intrus. Trempez une larve d’un insecte quelconque dans le sang de la chenille, et celle ci meurt dans d’atroces souffrances, perforée, attaquée et phagocytée de toute part. Mais vous l’aurez compris, les guêpes braconides sont loin d’être des insectes quelconques. Pour que les larves échappent au système immunitaire de la chenille, la mère aura préalablement couvert ses œufs de particules spécifiques qui vont complètement perturber voire supprimer le système immunitaire de la chenille. Là où l’histoire commence à ressembler encore plus à de la science fiction, c’est quand on regarde de plus près la nature de ces particules: ce sont des particules de virus polyADN , des reliques de virus! Il manquait donc le portrait d’un dernier protagoniste :

Vous avez bien lu : les guêpes braconides sont l’un des rares organismes à être entrés dans l’ère de l’armement biologique, utilisant un virus à ses propres fins!

Et la combine s’est répandue depuis des millions d’années, de bouche à antenne, et à l’heure actuelle plus de 40 000 espèces de guêpes parasitoïdes emploient les particules de virus polyADN (on va dire PDV pour PolyDNA Viruses), synthétisés dans leurs ovaires pour pondre tranquille dans les chenilles. Quand la guêpe femelle pond ses œufs dans l’hôte, elle injecte également une copieuse giclée de PDV. Ceux-ci vont infecter des cellules sanguines de la chenille, les hémocytes, et d’autres tissus. Bizarrement, lorsqu’ils se trouvent dans les cellules de l’hôte, le PDV ne se réplique pas et se contente de pirater la machinerie cellulaire pour produire moult protéines destinés à la perturbation de son système immunitaire, ou d’autres modifications de sa physiologie. Ces altérations vont donc permettre aux larves de se développer bien tranquillement.

Il existe une symbiose aigüe entre les deux organismes: pour que le virus soit transmis à la génération suivante de guêpes, il faut que les larves survivent, et pour que les guêpes survivent il faut qu’elles utilisent les PDV pour vaincre les défenses immunitaires des chenilles!

Mais comment se fait-il que les PDV ne puisse pas se multiplier dans les cellules de la chenille qu’ils infectent? Ils y arrivent pourtant très bien dans les cellules des ovaires de la guêpe dans lesquels on les trouve en large quantité…

La réponse a été trouvée par une équipe française de l’Université de Tours. Tout commence par une observation: dans les cellules de l’hôte, les PDV sont incapables de produire des protéines qui leur permettraient d’empaqueter leur ADN pour pouvoir infecter d’autres cellules (qui leur permet de ressembler à ces sortes de sucettes dans l’image plus haut). Du coup, l’ADN des PDV a beau être répliqué dans les cellules de la chenille, sans empaquetage, il reste inerte et ne se transmettra pas ailleurs.

Mais les PDV produits par les ovaires de guêpes sont pourtant bien empaquetés? Où sont donc passés les gènes qui codent pour ces protéines d’empaquetage? La réponse n’était qu’à quelques séquençages de génomes de distance: ces fameux gènes de virus, disparus des PDV, se trouvaient dans le génome de la guêpe! Pour s’assurer qu’il ne s’agissait pas d’un artefact dû à l’infection virale d’une espèce de guêpe, l’équipe de Tours a séquencé partiellement les génomes de plusieurs espèces de guêpes parasitaires différentes qui produisent des PDV : non seulement toutes possédaient ces gènes d’empaquetages dans leur génome, mais en comparant ces séquences, ces scientifiques ont pu arriver à deux conclusions très importantes:

_ Les PDV sont apparentés à une famille de virus appelés Nudivirus (voir l’image plus haut).

_ Vu les liens de parentés des espèces de guêpes utilisés dans leur étude, il est probable que les PDV se soient installés dans le génome des guêpes parasitaires il y a 100 millions d’années!

Leurs résultats suggèrent que tous les gènes de virus présents dans le génome des guêpes actuelles proviennent d’un nudivirus qui se serait intégré dans le génome d’une guêpe ancestrale. La grande majorité des gènes ayant été transférés étant très similaires entre différentes espèces de guêpes, cela suggère qu’ils sont très importants pour le mécanisme d’infection et très peu susceptibles d’être modifiés (on dit qu’il sont soumis à une très forte pression évolutive). Certains sont cependant très dissemblables et sont probablement responsables d’interactions spécifiques à un guêpe ou une chenille hôte particulière…

Par contre les gènes du virus en tant que tel sont très très divergents quand on compare différentes souches dans des espèces de guêpes distinctes. En gros, les gènes abrités dans le génome des guêpes parasitaires auraient été préservés religieusement tandis que le reste, porté par le génome du virus qui se ballade ailleurs dans la cellule, aurait subi les affres du changement. L’équipe de Tours pense même que certains des gènes présent dans le génome de souches de virus particulières proviendraient… du génome de la guêpe! Un joyeux bordel génétique… Vous imaginez un peu : les PDV seraient devenus un moyen pour certaines guêpes parasitaires d’exprimer ses propres gènes dans les cellules de sa victime: une chenille. Un processus, certes tarabiscoté, mais qui doit expliquer en partie le succès évolutif des guêpes parasitaires dont la seule famille des guêpes braconides contient plus de 17 500 espèces!

Référence:

Bezier, A., M. Annaheim, et al. (2009). "Polydnaviruses of braconid wasps derive from an ancestral nudivirus." Science 323(5916): 926-930.

Webb, B. A. and M. R. Strand (2005). The Biology and Genomics of Polydnaviruses. Comprehensive Molecular Insect Science. I. G. Lawrence, I. Kostas and S. G. Sarjeet. Amsterdam, Elsevier: 323-360.

Murphy, N., J. C. Banks, et al. (2008). "Phylogeny of the parasitic microgastroid subfamilies (Hymenoptera: Braconidae) based on sequence data from seven genes, with an improved time estimate of the origin of the lineage." Mol Phylogenet Evol 47(1): 378-395.

Liens:

Documentaire In the Womb, Extreme Animals

Article Pharyngula

Article Observations of a Nerd

Article Not Exactly Rocket Science