La microalgue à gauche, le plancton à droite, dans lequel on peut voir les chloroplastes (vert) et les mitochondries (rouge) qu'il a volé.
Dans les océans, de nombreux planctons établissent des symbioses avec des microalgues : ils utilisent leurs chloroplastes pour transformer l’énergie solaire en nutriments, et en échange, leur offrent protection contre les prédateurs. Ces échanges mutuellement bénéfiques sont bien connus, mais parfois les hôtes volent des organites sans rien donner en retour, c'est la kleptoplastidie. Un plancton a été observé gobant une algue antarctique et conservant non seulement ses chloroplastes mais aussi ses mitochondries, une autre usine énergétique de la cellule. Grâce à une microscopie subcellulaire très fine, les chercheurs ont vu ces organites voler en efficacité, puis cohabiter dans la cellule hôte… même après la disparition du noyau de l’algue, pourtant indispensable à leur fonctionnement. Ce comportement, à mi-chemin entre symbiose et prédation, pourrait refléter une étape ancienne de l’évolution. 06/25
https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-025-02144-8
Anemonefish association with sea anemones is a prime example of mutualistic symbiosis. These fish live inside the sea anemone, benefitting from the protection of its toxic nematocysts, and in return, feeds its host anemone with its food scraps and excrement. How anemonefish manage to avoid their host toxic stings remains unclear. One hypothesis suggests that low levels of sialic acids in anemonefish mucus prevent nematocyst discharge. This study verified four predictions: (i) anemonefish mucus has lower sialic acid levels than non-symbiotic damselfish; (ii) this reduction is specific to mucus; (iii) during development, sialic acid levels inversely correlate with protection; (iv) sea anemone mucus has minimal sialic acids. Anemonefish regulates the level of sialic acids in their mucus to avoid nematocyst discharge. Several genes were highlighted as implicated in sialic acid removal that could explain the protection mechanisms in place. This mechanism, potentially used by Dascyllus trimaculatus juveniles, suggests a convergent strategy for mutualistic associations with sea anemones. 02/25
Aleurode du tabac/ US département agriculture
https://academic.oup.com/gbe/article/14/10/evac141/6717574?login=false
Des chercheurs du CNRS et de l’Inrae ont récemment mis en évidence la présence de 49 gènes d’origine végétale dans le génome de l’aleurode du tabac (Bemisia tabaci), un petit insecte se nourrissant de nombreuses plantes. Cette découverte suggère que les transferts horizontaux de gènes (THG) — c’est-à-dire le passage de gènes entre espèces non apparentées — sont bien plus fréquents qu’on ne le pensait.
Habituellement, ces transferts sont observés chez les procaryotes et les virus, qui échangent facilement du matériel génétique en raison de leur structure simple. Mais chez les eucaryotes, ce phénomène paraît beaucoup plus improbable. Comme le souligne un chercheur, il est difficile d’imaginer qu’un gène puisse quitter le noyau d’une cellule végétale, traverser un tissu, pénétrer dans une cellule d’insecte et s’intégrer dans son génome — et pourtant, c’est ce qui est constaté.
Leurs travaux, publiés montrent que l’aleurode du tabac a acquis 49 gènes au cours de 24 épisodes distincts de transfert, tout au long de son évolution avec les plantes dont il se nourrit. Ce minuscule moucheron, présent dans les zones tropicales, est d’ailleurs un ravageur agricole redoutable, capable d’infester de nombreuses espèces végétales.
En 2021, une équipe chinoise avait déjà identifié chez cet insecte un gène végétal lui permettant de produire une protéine neutralisant certaines toxines de défense des plantes. Autrement dit, l’aleurode a su emprunter et exploiter les armes biochimiques de ses hôtes à son avantage.
Face à cette découverte, les chercheurs français ont voulu mesurer l’ampleur de ces emprunts. Ils ont alors constaté que les THG sont beaucoup plus répandus qu’on ne l’imaginait. Depuis une quinzaine d’années, les biologistes s’interrogent sur ces transferts inattendus, qui bousculent leur vision de l’évolution du vivant. On en a observé entre plantes greffées, mais aussi entre amphibiens et reptiles vivant dans des environnements tropicaux proches, ou encore chez des nématodes et rotifères ayant acquis des gènes végétaux leur permettant de dégrader la lignocellulose.
Avec 49 gènes transférés, l’aleurode du tabac détient toutefois le record absolu. Ce résultat illustre la course évolutive que se livrent depuis plus de 100 millions d’années les plantes et leurs ravageurs : les premières développent des toxines pour se défendre, tandis que les seconds adaptent leurs génomes pour y résister. Les transferts horizontaux apparaissent ainsi comme un nouveau mécanisme évolutif complémentaire des simples mutations génétiques.
Les chercheurs ont donc identifié au moins 24 épisodes de transfert, certains gènes ayant même été dupliqués dans le génome de l’insecte, probablement pour renforcer leur efficacité. Ces résultats ouvrent un nouveau champ de recherche: il s’agira d’abord d’examiner les 500 autres espèces d’insectes dont le génome a été séquencé afin de repérer d’éventuels gènes végétaux. Il semble en effet peu probable que l’aleurode soit le seul à pratiquer le transfert horizontal de gènes. Reste maintenant à comprendre les mécanismes précis qui permettent un tel passage d’informations génétiques entre des espèces aussi éloignées. 10/22
https://www.pnas.org/doi/abs/10.1073/pnas.2201550119
Des chercheurs ont utilisé près de 500 études scientifiques à travers le monde pour calculer le nombre total des 16 000 espèces différentes de fourmis sur Terre. Ainsi, sur notre planète, il y aurait au moins 20 mille millions de millions soit 20 avec 15 zéros soit 20 % de la masse des humains soit 1/5 du poids total des humains de notre planète! Suivre la masse totale des fourmis sur Terre est très important car les fourmis ont un rôle indispensable sur notre planète. Sept/22
Laboratory culturing of E. chlorotica. (A) Free-swimming E. chlorotica veliger larvae. (Scale bar, 100 μm.) Under laboratory conditions, the veliger larvae develop and emerge from plastid-free sea slug–fertilized eggs within approximately 7 days. The green coloring in the digestive gut is attributable to planktonic feeding and not to the acquisition of plastids at this stage. Metamorphosis of the larvae to juvenile sea slugs requires the presence of filaments of V. litorea. (B) Metamorphosed juvenile sea slug feeding for the first time on V. litorea. (Scale bar, 500 μm.) The grayish-brown juveniles lose their shell, and there is an obligate requirement for plastid acquisition for continued development. This is fulfilled by the voracious feeding of the juveniles on filaments of V. litorea. (C) Young adult sea slug 5 days after first feeding. (Scale bar, 500 μm.) By a mechanism not yet understood, the sea slugs selectively retain only the plastids in cells that line their highly branched digestive tract. (D) Adult sea slug. (Scale bar, 500 μm.) As the sea slugs further develop and grow in size, the expanding digestive diverticuli spread the plastids throughout the entire body of the mollusc, yielding a uniform green coloring. From these controlled rearing studies, we were able to conclude that the only source of plastids in our experimental sea slugs was V. litorea.
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.0804968105
https://www.nature.com/articles/sdata201922
La limace de mer Elysia chlorotica ne se coupe pas la tête comme Elysia marginata mais fait aussi de la photosynthèse! Elle vit en eaux peu profondes le long de la côte des États-Unis. Lorsque le soleil brille, elle s'étale comme une feuille pour récupérer le maximun de lumière indispensable à la photosynthèse. Jeune, elle se nourrit de l'algue Vaucheria littorea, et devient ainsi verte grâce aux chloroplastes qu'elle lui vole, Elle pratique donc aussi la Kleptoplastie soit le vol de chlorplastes! Les chloroplastes sont présents dans les cellules de son appareil digestif très ramifié. Elle n'a donc plus besoin de manger d'algue car elle produit elle-même sa propre matière organique (pour produire de l'énergie) à partir de lumière, d'eau et de dioxyde de carbone.
Un transfert horizontal du gène nucléaire psbO s'est produit entre l'algue (Vauchera litorera) et la limace.
https://www.youtube.com/watch?v=Fv7j_KSanEk
Swimming among the jellyfish. Hidden away in the heart of a Pacific island (Palau Archipelago), the Jellyfish Lake is home to over 8 million cnidarians which, over evolution, became harmless. In fact, these jellyfish are not at all stinging. 12,000 years ago, the lake was connected to the ocean. Then, as sea levels dropped, the jellyfish found themselves isolated. In this new environment, with no large predators, jellyfish evolved and lost their stinging properties. In fact, their nematocysts, poisonous organelles contained in cells called cnidocytes, are small, so their stings have no effect on swimmers. Jellyfish move with the sun throughout the day, as they are the host of a symbiotic alga called zooxanthella: this alga provides the nutrients to jellyfish via photosynthesis. Beyond a depth of 15 meters, hydrogen sulfide concentrations are dangerous for swimmers.
Nager au milieu des méduses. Caché au coeur d'une île du pacifique (Archipel de Palau), le lac aux méduses abrite plus de 8 millions de cnidaires qui, au fil de l'évolution, sont devenus inoffensifs. En effet, ces méduses ne sont pas du tout urticantes. Il y a 12 000 ans, le lac était connecté à l'océan. Puis, le niveau de la mer a baissé et les méduses se sont ainsi retrouvées isolées. Dans cet environnement particulier, sans grands prédateurs, les méduses ont évolué et ont perdu leurs propriétés urticantes. En effet, leurs nématocystes, organites vénéneux contenus dans les cellules appelées cnidocytes, sont petits et leurs piqures n'ont ainsi pas d'effet sur les nageurs. Les méduses se déplacent avec le soleil tout au long de la journée car elles abritent une algue symbiotique la zooxanthelle: cette algue va fournir aux méduses les nutriments nécessaires à leur développement via la photosynthèse.
Au delà de 15 mètres de profondeur, les concentrations en sulfure d'hydrogène sont dangereuses pour les nageurs.
https://www.youtube.com/watch?v=SaUA7vq5XRg
A mentally controlled snail! This freshwater snail behaves very strangely. It stays in bright light, waving its pulsating tentacles, unlike snails, which normally avoid light by hiding in shady places. This behavior is explained by a small parasitic flatworm called Leucochloridium paradoxum. The larvae of this worm parasitize the snail. However, the adult worm can only reproduce in a second host, a bird. Thus, the larvae control the snail's brain (and thus its behavior) and appearance, enabling them to infect the bird. The snail's caterpillar-like tentacles attract the bird, which in turn eats the snail and the parasites! Once inside the bird, the adult worm reproduces and its eggs end up in the bird's excrement, eaten by the snails
Un escargot contrôlé mentalement! Cet escargot d'eau douce se conduit de manière très étrange. Il reste en pleine lumière et agite ses tentacules pulsant, contrairement aux escargots qui normalement évitent la lumière en se cachant dans des endroits ombragés. Cet comportement s'explique par un petit ver parasite, ver plat, appelé Leucochloridium paradoxum. Les larves de ce ver parasitent l'escargot. Cependant, le ver adulte ne peut se reproduire que dans un second hôte, un oiseau. Ainsi, les larves contrôlent le cerveau (et donc le comportement) et l'apparence de l'escargot, ce qui permet d'infecter l'oiseau. Les tentacules de l'escargot, imitant des chenilles, attirent l'oiseau qui va ainsi manger l'escargot et donc les parasites! Une fois dans l'oiseau, le ver adulte se reproduit et ses oeufs finissent dans les excréments, mangés par les escargots. Livre Scolaire SVT.
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