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Des pucerons qui donnent leur vie pour réparer leur colonie

Des pucerons de l'espèce Nipponaphis monzeni colmatent une brèche dans leur colonie en sécrétant des liquides corporels.

Des pucerons de l'espèce Nipponaphis monzeni colmatent une brèche dans leur colonie en sécrétant des liquides corporels.

Photo : Mayako Kutsukake

Renaud Manuguerra-Gagné

Dans le monde des insectes, il n'est pas rare de se sacrifier pour le bien de la colonie. Des chercheurs japonais viennent de montrer qu'une espèce de pucerons pousse ce concept à des niveaux jamais vus dans le règne animal : ses soldats mettent fin à leurs jours pour réparer des dommages faits par un envahisseur.

Pour certaines espèces de pucerons, des projets de réparation laissent place à une interprétation littérale de l’expression « se saigner à blanc ».

Lorsqu’une brèche est faite dans les murs qui protègent leur colonie, les soldats d’une espèce particulièrement sociale, nommée Nipponaphis monzeni, vont déverser la quasi-totalité de leurs fluides corporels dans le but de la colmater.

Il s’agit d’une opération à laquelle bien peu de ces insectes survivent et dont la ressemblance avec la coagulation sanguine dépasse la simple métaphore.

Selon les chercheurs (Nouvelle fenêtre), ce mécanisme de défense de la colonie serait l’un des premiers observés qui combinent l’immunité sociale, où les membres d’un groupe agissent pour le bien-être collectif, et l’immunité biologique.

Mourir pour le groupe

Les pucerons sont une famille d’insectes parasites qui se nourrissent de la sève des plantes. Il en existe plus de 4000 espèces différentes, certaines plus sociales que d’autres. Nipponaphis monzeni a la particularité de créer des colonies dans les plantes qu’il parasite en favorisant l’apparition d’une excroissance creuse quasi tumorale sur la plante, nommée galle.

Ces petits insectes de moins d’un millimètre peuvent vivre par milliers à l’intérieur de ces structures, organisés en une hiérarchie semblable à celle d’une fourmilière ou d’une ruche.

Certains insectes prennent donc le rôle de soldats ou d’ouvriers et, lors d’une attaque par un prédateur, ils accourront pour repousser l’envahisseur. Une fois la zone sécurisée, ils entreprendront leur travail de restauration.

Rapidement, plusieurs insectes vont se rassembler autour de la brèche pour y décharger une grande quantité de liquide blanchâtre, qu’ils appliqueront sur la brèche.


Cette vidéo montre en accéléré le travail des pucerons. Source : Mayako Kutsukake et al., PNAS.



Ce liquide va alors durcir et laisser la place aux cellules de la plante, qui couvriront ensuite la région et répareront ainsi définitivement la lésion. En l’absence de ce processus, l’excroissance de la plante sèche et la colonie à l’intérieur dépérit.

La vaste majorité des soldats mourront dans ce processus, certains en se piégeant eux-mêmes dans la substance collante, d’autres en restant isolés à l’extérieur de la colonie, tandis que certains ne survivront simplement pas à la perte d’autant de liquide corporel.

Cicatrisation à grande échelle

Ce processus radical a été documenté pour la première fois il y a plus d’une décennie, mais les chercheurs n’en comprenaient toujours pas le mécanisme.

Or, il s’avère que la colonie utilise à grande échelle un mécanisme similaire à la coagulation sanguine.

Lorsqu’on se blesse, des plaquettes présentes dans notre sang répondent à certains signaux et se rassemblent pour fermer la brèche. Ces plaquettes vont adhérer les unes aux autres, se solidifiant pour permettre la croissance d'une nouvelle peau sous cette carapace protectrice.

En observant sous le microscope le liquide produit par les pucerons, les chercheurs ont d’abord remarqué la présence de plusieurs cellules nommées hémocytes, qui contiennent une grande quantité de vacuoles remplies de lipides ainsi que de certaines enzymes.

Lorsque ces cellules sont brisées au cours des réparations, le mélange de ces différentes molécules déclenche une réaction qui solidifiera le liquide, comme lors de la coagulation. Ce processus permettant à ces insectes de guérir de leurs plaies leur permet aussi de sceller les failles dans leurs habitations.

Bien que d’autres insectes possèdent aussi ces molécules favorisant leur cicatrisation, l’énorme quantité produite par les membres de cette espèce de pucerons montre que cette utilisation extrême est devenue un processus essentiel à leur survie au fil de l’évolution.

Cette technique combinant de la biologie moléculaire à une structure sociale dans un but de réparation et de guérison est unique dans le monde animal et, selon les chercheurs responsables de la découverte, elle incite à mieux évaluer l’origine de certaines interactions sociales chez les insectes.

Science