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Des chercheurs ont voulu découvrir les interactions cellulaires qui ont lieu dans l’organisme d’une fourmi infectée par un champignon Ophiocordyceps unilateralis. Le résultat de cette étude est une véritable surprise.

 

 

Mordre dans une feuille ou une branche est le dernier mouvement que fait la fourmi charpentière parasitée avant de mourir. © Kim Fleming, Penn State

 

 

Une fois parasitées par un champignon Ophiocordyceps unilateralis, les fourmis charpentières de l’espèce Camponotus leonardi deviennent de véritables marionnettes. En effet, selon une nouvelle étude parue en octobre 2017 dans Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, le cerveau de ces animaux reste intact tandis que le champignon se développe dans la tête, le thorax, l’abdomen et même les pattes de la fourmi afin de contrôler ses mouvements en manipulant directement les muscles.

 

 

Des interactions à l’échelle cellulaire découvertes grâce à des technologies de pointe

Au terme du parasitisme, Ophiocordyceps unilateralis met à profit les dernières forces de son hôte pour lui faire fermer ses mandibules sur une feuille et fixer ainsi l’insecte dans un lieu propice jusqu’à sa mort. Ce moment est une étape clé dans le cycle de vie du champignon car il va conduire à la formation d’un pédoncule, à l’arrière de la tête de la fourmi, qui va disséminer des spores. Les chercheurs, issus d’universités américaines, ont voulu comprendre les interactions entre l’hôte et le champignon qui surviennent juste avant ce moment mais à l’échelle cellulaire.

 

Pour cela, ils ont utilisé une machine capable de couper en tranches de 50 nanomètres les tissus d’une fourmi infectée, et d’en prendre une photographie à chaque fois. Cette technologie permet de produire 2000 coupes en 24 heures. La quantité de données récoltées étant phénoménale, les scientifiques ont ensuite fait appel à un algorithme de machine-learning capable d’analyser les images afin de différencier les cellules de l’hôte de celles du parasite. Le couplage de ces technologies a finalement permis d’obtenir un modèle 3D particulièrement précis permettant de visualiser, à l’échelle cellulaire, la répartition du champignon dans le corps de l’insecte.

 

 

Des champignons en costume de fourmi 

Selon les résultats obtenus, le parasite se développe dans tout le corps sauf dans le cerveau.

 

« Cela implique que le contrôle du corps de la fourmi par le champignon se produit en périphérie. » sans que le cerveau n’ait besoin de transmettre des messages aux muscles, note les chercheurs dans l’étude. Les cellules d’Ophiocordyceps unilateralis entrent dans les fibres musculaires de l’insecte en se liant les unes aux autres formant ainsi un réseau qui emprisonne les muscles. « En substance, les insectes manipulés sont des champignons en costume de fourmi. », résume David Hughes, l’auteur principal de l’étude, dans un communiqué. « C’est un peu comme lorsqu’un marionnettiste tire les ficelles pour faire bouger sa marionnette. Le champignon contrôle les muscles de la fourmi pour manipuler ses pattes et ses mandibules. », poursuit-il.

 

 

Reconstruction en 3D d’un muscle de mandibule (en rouge) entouré d’un réseau de cellules de champignon. ©Hughes Laboratory, Penn State

 

 

Le cerveau n’a-t-il vraiment aucun rôle ?

Les chercheurs savent déjà que ce champignon produit des métabolites qui visent les tissus et qu’il est capable de changer l’expression des gènes de l’hôte. Et il a déjà été prouvé que le cerveau est malgré tout altéré chimiquement par le parasite même s’il n’est pas envahi de cellules. Les chercheurs souhaitent donc mener de nouvelles recherches afin de découvrir précisément le rôle du système nerveux dans le développement du parasite.

 

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Source :

https://www.pnas.org/content/114/47/12590

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2017-11/ps-ab110717.php

https://www.sciencesetavenir.fr/animaux/insectes/une-fois-parasitee-les-fourmis-charpentieres-sont-plus-marionnettes-que-zombies_118139

https://www.francetvinfo.fr/economie/emploi/metiers/travailler-avec-les-animaux/video-ce-champignon-parasite-transforme-les-insectes-en-zombies_3046729.html

 

Article :

Sciences et Avenir

 

Vidéo :

[1] Ce champignon parasite change les insectes en zombies – Brut

[2] Le champignon zombificateur – Castor Mother #07 – String Theory – String Theory FR / YouTube