Le sol est jonché de cadavres, frappé mortellement par un parasite mortel. À mesure que les corps s'infectent avec la ponte croissante du parasite, ils commencent à puer et brillent d'un bleu électrique éclatant. Ils finissent par éclater et révèlent la prochaine génération de tueurs, qui se basent sur des restes pour retrouver leur prochaine victime. Non, ce n'est pas le prochain film sur la pandémie: c'est une scène quotidienne alimentée par un partenariat bactéries-vers. Aujourd'hui, les scientifiques tentent de mieux comprendre ce duo dynamique et de le transformer en un produit commercial au profit des agriculteurs.
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Le ver nématode beige d'un demi-millimètre de long ne ressemble guère à une menace parasitaire. Ces minuscules chenilles passent la plupart de leur temps à nager dans le sol, parfois à se tenir debout sur leur queue et à fourrer leur petite tête à la surface. Mais vraiment, ils attendent leur heure. Dès qu'ils sentent qu'un insecte sans méfiance est sur le point de passer, ils tombent dans une embuscade. Un nématode peut sortir du sol comme un boulet de canon, en se projetant jusqu’à 10 centimètres pour infecter sa proie malchanceuse.
Après avoir atterri sur une victime, le nématode se trémousse dans les entrailles de l'insecte par tout orifice qu'il peut trouver, ou se fraye un chemin en utilisant une dent spéciale. Ce parasite est si petit que sa victime ne ressent rien. Mais le ver porte une arme mortelle dans le ventre, qui ne demande qu'à être régurgité: la bactérie Photorhabdus luminescens . Les toxines produites par cette bactérie sont si puissantes que 10 cellules peuvent tuer un insecte en aussi peu que 24 heures. Les bactéries libèrent également des produits chimiques qui empêchent le cadavre de se décomposer, de sorte que les nématodes aient toujours un repas frais à grignoter. Pensez-y comme le lit et le petit-déjeuner ultimes.
Les nématodes mangent à leur faim pendant environ deux semaines, ou jusqu'à ce qu'ils aient atteint leur capacité d'éclatement de l'hôte. Puis ils explosent à travers le cadavre dans le sol, dans une version d’action en direct de la scène de Nightmare Before Christmas de Tim Burton, quand Oogie Boogie se dévoile à l’abri pour révéler une colonie de bogues qui se tortillent. À la sortie de l'hôte épuisé, chaque nématode recharge son arsenal bactérien mortel en engloutissant quelques cellules de Photorhabdus . Ensuite, ils sont de nouveau à l'affût pour trouver leur prochaine victime.
Ce que les nématodes et leurs auxiliaires bactériens ne veulent pas, c’est que les prédateurs ramassent chez eux leur cadavre bien-aimé avant d’avoir eu la chance de terminer leur cycle de vie. Et dans votre jardin, c’est un monde où les chiens mangent les chiens: les plus gros insectes, les plus petits avec un gros appétit comme les fourmis, ou même les oiseaux à la recherche d’un repas sont tous impatients de trimbaler un cadavre d’insecte sans défense pour se nourrir. C'est là qu'interviennent à nouveau ces acolytes bactériens.
Photorhabdus ne se contente pas de tuer l’insecte hôte pour que le nématode puisse manger et faire des bébés sans entrave. Ils transforment également le cadavre en un spectacle sinistre qui pourrait servir de stratégie de défense. Tout d'abord, la bactérie sécrète des produits chimiques qui font rougir le corps de l'insecte, un avertissement commun sur les insectes qui dit «Ne me mange pas! Je suis dégoûtant!
Pour les prédateurs qui ne discernent pas aussi visuellement, les bactéries émettent également une odeur nauséabonde. Quelle horreur? «Ils sentent vraiment mauvais», déclare Rebecca Jones, chargée de cours en génétique des populations à l'Université de Liverpool, qui étudie ce duo de nématodes et de bactéries. «Cela ne sent pas comme si quelque chose se décomposait ou se décomposait.» Au lieu de cela, dit-elle, ils sentent la pyrazine, un composé organique que les entomologistes connaissent bien. Jones dit à ceux qui ne sont pas des experts en insectes: «C'est un peu comme les amandes».
Comme si cela ne suffisait pas, au final, les bactéries se bioluminescent de l'intérieur, faisant que leurs proies s'illuminent comme une lanterne de papier bleue et brillante.
Ce cadavre contient des milliers de nématodes, qui éclatent avec leurs partenaires bactériens à la recherche de leurs prochaines victimes. (Peggy Greb, Service de recherche agricole de l'USDA) Mais n'est-ce pas un peu exagéré? Jones pense que tout cela fait partie d'un effort concerté visant à être aussi peu étrangement appétissant que possible, afin de permettre aux nématodes de rester en sécurité et de rester occupés à l'intérieur. "Notre hypothèse est qu'ils disposent d'un éventail de défenses afin de protéger la colonie parasitaire de la prédation par une foule de prédateurs différents", a déclaré Jones, premier auteur d'une étude récente publiée dans la revue Animal Behavior qui cherche à taquiner en dehors de ces stratégies de défense.
«En combinant deux, trois ou même quatre signaux ensemble, cela permettra peut-être de mieux protéger la communauté parasitaire», dit-elle.
Pour résoudre le problème, elle a sollicité l'aide de quelques prédateurs aviens: des mésanges sauvages, originaires d'une région de Finlande où le nématode Heterorhabditis n'est généralement pas trouvé. Cela était important, car les oiseaux n'avaient aucune idée préconçue de l'apparence ou de l'odeur de ces insectes, ce qui en faisait des sujets de test idéaux.
Pour ses expériences, Jones a présenté séparément 30 super mésanges avec une sélection de huit vers de cire larvaires infectés par des nématodes. L’expérience visait à déterminer si la couleur, l’odeur ou une combinaison des deux constituait le moyen de dissuasion le plus puissant. Dans les essais portant uniquement sur les odeurs, elle a utilisé des vers blancs blancs non infectés dans un plat, dans lesquels étaient cachés des vers puants et infectés. Pour tester uniquement la couleur, elle a mis les vers infectés de couleur rouge dans un récipient transparent, imperméable aux odeurs, et a compté le nombre de fois où les oiseaux ont essayé de les picorer.
«La chose la plus surprenante que nous ayons vue est que ce n’est pas la combinaison de stratégies qui a fonctionné le mieux», déclare Jones. Même si un avertissement rouge et une odeur terrible travaillaient indépendamment l'un de l'autre, les utiliser ensemble n'était pas aussi efficace pour éviter la mort par de gros seins. En fin de compte, les oiseaux étaient très opposés à la consommation de vieux insectes puants. «Avoir le parfum seul a tendance à éclipser même les essais de couleur et de parfum que nous avons faits», dit Jones.
Les scientifiques ont supposé que le spectacle odorant présenté sur la bactérie était "comme un panneau de non-vacance dans un motel, disant:" ne me mange pas, je suis horrible "", déclare Richard Ffrench-Constant, professeur d'histoire naturelle moléculaire à l'Université d'Exeter qui n'a pas participé à l'étude.
Ces résultats montrent un exemple puissant de symbiose en action. Les bactéries ne peuvent pas survivre seules dans la nature; ils ont besoin du nématode pour les transporter d'un insecte à un autre. À l'inverse, le nématode a besoin de la bactérie pour tuer l'hôte et l'empêcher d'être mangé. Ffrench-Constant considère qu'il s'agit d'un autre exemple fascinant du domaine en plein essor de la science du microbiome. «Nous sommes à la pointe d'un gros iceberg» en ce qui concerne ce partenariat bactérien particulier, dit-il. "Il y a tellement de choses sur ces insectes que nous ne comprenons pas."
Bien que les nématodes puissent attaquer au-dessus du sol, ils tuent en grande partie sous la surface, se déplaçant en tas sous la surface et traquant leurs proies au moyen de signaux chimiques. Pour cette raison, explique Ffrench-Constant, les stratégies de défense de la bactérie auraient été mieux démontrées en utilisant des fourmis plutôt que des oiseaux. «Je ne peux pas me convaincre que dans votre jardin, lorsque ces choses tueront vos vers de cire, ce seront des mésanges qui deviendront les principaux prédateurs», dit-il.
D'autres mystères abondent. Par exemple, les composés chimiques excrétés par ces bactéries se comptent par milliers, et les chercheurs ne savent toujours pas à quoi ils servent. «Eh bien, crikey», dit Ffrench-Constant, «si ce produit chimique repousse les fourmis ou les oiseaux, que fait l’autre 999?
Bien qu'il reste encore beaucoup à comprendre, les agriculteurs ont déjà profité de ce puissant duo minuscule. Les agriculteurs peuvent acheter des cuves de nématodes à pulvériser dans leurs champs comme alternative aux pesticides chimiques, grâce aux chercheurs qui trouvent des moyens efficaces de produire en masse ces insectes en laboratoire. Les nématodes ont même été utilisés pour empêcher les oranges de la Floride de disparaître aux mandibules affamées du charançon des racines des agrumes.
Les agriculteurs et les jardiniers amateurs commencent enfin à rattraper ce que les plantes semblent avoir toujours su. Bien que Jones n'ait pas ramené ses nématodes du laboratoire à la recherche d'expérimentations extrascolaires - son appartement à Liverpool n'a pas de jardin - elle prêche toujours l'évangile des nématodes parasites. Elle dit: «Je l'ai dit à mon grand-père et il est allé en acheter et en parler à tous ses amis. Ils sont une petite communauté de jardiniers nématodes. "
