La bactérie tueuse de mâles qui donne des couleurs aux papillons (2 mn 30)

Photo © Gabriela Piwowarska de Pixabay

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Les variations des couleurs des ailes de certains papillons sont dûs à une bactérie inconnue jusqu’ici… qui tue tous les papillons mâles.

Comme beaucoup d’animaux venimeux, le papillon monarque africain a un motif orange, blanc et noir qui avertit les prédateurs qu’il est toxique. De tels motifs d’avertissement sont généralement cohérents d’un individu à l’autre pour aider les prédateurs à apprendre à les éviter. Cependant, une étude récente, publiée dans la revue en libre accès PLOS Biology, montre comment une population de papillons monarques africains (Danaus chrysippus) enfreint cette règle et présente des schémas d’avertissement très variables. L’étude, réalisée par Simon Martin de l’Université d’Edimbourg, au Royaume-Uni, et ses collègues, montre que la réponse improbable réside dans l’interaction avec une bactérie qui tue spécifiquement les papillons mâles.

Des recherches antérieures avaient montré que tous les papillons femelles de cette population d’Afrique de l’Est présentaient deux caractéristiques inhabituelles : Premièrement, elles ont un nouvel arrangement de leurs chromosomes où le chromosome contenant les gènes qui contrôlent les modèles de couleur est fusionné à l’un de leurs chromosomes sexuels (appelé le chromosome W). Ce nouveau chromosome est appelé le néo-W. Ensuite, ils sont tous infectés par une bactérie appelée Spiroplasma qui tue tous leurs fils. Ce qui n’était pas clair, cependant, c’était de savoir si ces deux caractéristiques étaient liées, et si elles pouvaient expliquer les modèles de couleur très variables qui changeaient d’une saison à l’autre.

Pour répondre à cette question, les chercheurs ont analysé toute la séquence d’ADN de la bactérie et les chromosomes des papillons femelles. Cela a montré que le chromosome néo-W modifie les modèles de couleur et s’est rapidement répandu dans la population, aidé par la bactérie tueuse de mâles. Cependant, comme la bactérie ne permet qu’une descendance féminine, elle favorise la survie d’un gène particulier de la couleur qui est toujours transmis de mère en fille. Il reste donc une énigme à résoudre pour les scientifiques : si les femelles sont toutes porteuses du même gène de couleur, alors pourquoi la population est-africaine est-elle si variable ?

L’étude a montré que ce gène de couleur féminin n’a qu’un faible effet qui est annulé par les gènes de couleur du père. Par conséquent, les pères ayant des modèles différents produiront des filles ayant des modèles différents. On pense que les fluctuations saisonnières des régimes de vent affectent la sous-espèce d’immigrants mâles qui aboutissent dans cette région, ce qui entraîne des changements saisonniers dans les régimes de couleur des femmes. Bien qu’elles ressemblent toujours à leur père, les filles hybrides infectées, incapables de produire des fils, représentent une impasse génétique pour les pères, dont les gènes des modèles de couleur ne survivent que pendant une génération avant d’être anéantis.

Pour Simon Martin : « L’émergence et la propagation relativement rapides d’un nouveau chromosome, combinées au court cycle de vie du papillon, nous permettent d’étudier comment le microbe modifie l’évolution du papillon, presque en temps réel. Nous découvrons continuellement de nouvelles façons dont les microbes manipulent leurs hôtes, et la destruction des mâles n’en est qu’un exemple. On peut se demander dans quelle mesure l’évolution d’autres organismes – même les humains – est affectée par des forces aussi invisibles ».