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Une fourmi améliore ses capacités biologiques en s'unissant à une bactérie

Une fourmi sur une feuille.

La bactérie Blochmannia et la fourmi charpentière entretiennent une relation qui dure depuis des millions d'années.

Photo : Reuters / Juan Carlos Ulate

Ismaël Houdassine

Des biologistes canadiens ont voulu comprendre pourquoi des organismes vivants qui n’ont a priori aucun lien entre eux décident de s’unir pour assurer leur survie. Les résultats de leur étude publiés mercredi dans la revue Nature sont une véritable surprise et pourraient nous permettre de mieux comprendre l’apparition de la vie sur Terre.

Ils ont étudié l’union d’une bactérie baptisée Blochmannia et de la fourmi charpentière, l’espèce la plus nombreuse sur la planète. Les chercheurs de l’Université McGill ont non seulement observé les relations mutuelles qu’entretiennent la bactérie et la fourmi, mais ont également mis au jour une véritable symbiose entre ces deux espèces jusqu’à aboutir à une forme de vie encore plus complexe.

Comment ce type de mariage peut-il être possible? Les détails de leur union restent encore mal compris, mais l’étude indique que les deux organismes vivants ont regroupé leurs forces afin de modifier jusqu’à la formation de l’embryon de la fourmi.

Ce genre d’évolution représente un changement majeur de l'individualité d’une espèce vivante, indique l'étude.

On apprend aussi que la bactérie présente dans les cellules de la fourmi permet à l’insecte d’augmenter sa capacité à synthétiser sa nourriture, ce qui lui assure une meilleure régulation au sein des travailleuses de la colonie. Quant à la fourmi, elle offre à la bactérie un environnement cellulaire sécuritaire, garantissant ainsi sa propre pérennité.

C’est une découverte qui pourrait nous éclairer sur l’origine des organismes complexes, déclare en entrevue téléphonique Ehab Abouheif, biologiste et auteur principal de l’article. La combinaison et la coopération entre les espèces pour créer des super-individus pourraient également nous renseigner sur l’évolution de la vie sur Terre.

Au cœur des gènes embryonnaires

Selon l’étude, la relation entre la fourmi et la bactérie remonterait à 51 millions d’années. Elles ne peuvent plus vivre l’une sans l’autre, affirme le chercheur. Il indique que la bactérie serait passée de l’hémiptère, un insecte suceur de sève, à la fourmi, deux espèces liées par un commun accord.

Ces deux espèces d’insectes sont interdépendantes, déclare Ehab Abouheif. L’hémiptère nourrit la fourmi, qui le protège en retour.

C’est au stade du développement embryonnaire de la fourmi que tout se joue, raconte le biologiste. La bactérie entoure à ce stade les cellules germinales de l’insecte, ces cellules souches qui contiennent son code génétique, l’équivalent des ovules et du sperme chez les êtres humains.

Les gènes de la lignée germinale se concentrent habituellement en un seul endroit dans l’œuf des insectes. Mais là, on les a observés dans quatre endroits. Personne n’a jamais rien vu de comparable chez un autre insecte.

Ehab Abouheif, biologiste

Une intégration inédite de la bactérie en quatre endroits dans l’œuf a créé une réorganisation complète du développement embryonnaire, ce qui a favorisé l’union des deux organismes vivants, stipule l’étude.

C’est en travaillant avec plus d’une trentaine d’espèces de fourmis étroitement apparentées que les biologistes ont constaté que cette fusion s'est construite sur plusieurs étapes au fil du temps.

Nous espérons que notre découverte nous aidera à comprendre d’autres intégrations importantes à l’origine de formes de vie complexes, comme lorsque des organismes unicellulaires se sont unis pour former des organismes multicellulaires, conclut M. Abouheif.

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