lundi 24 avril 2017

Halipegus, le voyageur insolite

Voyager, découvrir de nouveaux endroits, des paysages et des climats qui ne se ressemblent pas. S’établir pour un temps et repartir à l’aventure. Un rêve pour certains, un besoin fondamental pour d’autres. Car certaines créatures naissent avec ça dans leur ADN, cette nécessité viscérale de vivre plusieurs vies.

Il était une fois une grenouille, un escargot, une demoiselle (la cousine de la libellule, pas la jeune fille !) et un ostracode. Ces quatre animaux avaient bien du mal à se trouver des similitudes. Un amphibien, un mollusque, un insecte et un crustacé, difficile de faire plus différent. Pourtant, ils partageaient un point commun, peut-être un tantinet intime et dérangeant : un parasite.
 
 
Un crustacé ostracode (Crédits : Markus Lindholm), un mollusque physidae (Crédits : Fountain Posters), un insecte odonate Ischnura verticalis (Crédits : Joltthecoat) et une grenouille Rana catesbeiana (Crédits : Esteban Alzate)


Que des parasites soient capables d’infecter une myriade d’espèces différentes n’a rien d’exceptionnel. Au contraire, les parasites généralistes, c'est-à-dire qui ne font pas les difficiles quant à l’espèce de leur hôte, sont d’autant plus susceptibles d’en trouver un rapidement. Et de perdurer. Au contraire, les parasites spécialistes, ceux qui chipotent et veulent absolument pour hôte une espèce bien précise sont complètement dépendants de cette espèce pour boucler leur cycle de vie. Et puis il y a Halipegus eccentricus. Ce ver trématode (photos plus bas) porte bien son nom. D’un côté, il est plutôt de la catégorie des généralistes, et se contente de plusieurs espèces d’hôtes différentes, du moment qu’elles se ressemblent un peu. Mais d’un autre côté, un hôte ne lui suffit pas. Ni deux. Ni trois. Car Halipegus eccentricus, vous l’aurez compris, est un des rares parasites à inclure quatre hôtes successifs dans son cycle de vie : quatre bestioles, citées plus haut, qui appartiennent en plus à des groupes on ne peut plus différents. Ça tombe bien, notre parasite aussi, sait être différent…

Tout comme les autres trématodes, Halipegus eccentricus passe par plusieurs stades pendant son cycle de vie. Tout commence dans une grenouille. Dans ses trompes d’Eustache, ce canal entre la bouche et les oreilles, pour être plus précis. C’est ici que l’on trouve généralement les adultes. Ceux-ci pondent des œufs qui sont relâchés directement dans l’environnement. Oui car en plus d’avoir réussi à s’adapter aux entrailles de quatre animaux, nos trématodes peuvent aussi se balader à l’air libre ! Du moins dans l’eau, dans le cas présent. Les œufs sont ensuite avalés par un premier hôte intermédiaire, un escargot aquatique, où ils se développent en plusieurs stades, avec multiplication asexuée des individus. En particulier, des sporocystes produisent des rédies, qui produisent ce qu’on appelle des cercaires, des larves parées pour la suite de l’aventure.

Les cercaires sont ensuite expulsées du mollusque par voie naturelle, et vont infecter un deuxième hôte intermédiaire, des crustacés ostracodes, devenant au passage des métacercaires. Pour rejoindre l’hôte définitif, c'est-à-dire l’hôte dans lequel le parasite va se reproduire (les grenouilles donc), deux possibilités s’offrent aux métacercaires. D’une part, il est possible que les crustacés ostracodes soient mangés par des têtards. Le parasite survivrait alors jusqu’à la métamorphose complète en grenouilles. Plus récemment, une autre voie a été mise en évidence. Celle-ci fait intervenir des odonates, des insectes qui ont également une larve aquatique et un adulte aérien, et qui constituent une proie pour les grenouilles. Il semble que les parasites, lorsqu’ils passent par les insectes, subissent peu de modifications. L’insecte est donc relayé au rang d’hôte paraténique, c'est-à-dire un hôte non obligatoire mais facilitant la transmission.

Cycle de vie du parasite Halipegus eccentricus.
Crédits des photos de parasite : Matthiew Bolek, Bolek et al. 2010.

Face à un parasite au cycle de vie si complexe, de nombreuses questions se posent. Notamment celle de l’évolution d’un tel cycle. Une des hypothèses est que les parasites avaient au départ des cycles plus simples, mais étaient régulièrement ingérés par accident par d’autres espèces. En réussissant à survivre à ces évènements traumatisants, les parasites auraient fini par inclure ces espèces dans leur cycle de vie. Cela signifie également que les parasites doivent faire face à un certain nombre de contraintes. D’une part, si habiter un hôte peut paraître confortable (nourriture disponible, habitat aux conditions stables, etc.), le parasite doit développer des stratégies pour éviter de se faire éjecter par le système immunitaire de l’hôte. D’autant plus que celui-ci diffère d’un hôte à l’autre ! D’autre part, ce sont quatre épisodes de transmission qui attendent le parasite, avant que celui-ci puisse accéder à la reproduction sexuée. Le succès du cycle dépend donc de nombreux facteurs, notamment la présence de tous ses hôtes dans le même environnement.

En raison de ces nombreuses contraintes, les cycles de vie des parasites comportent rarement autant d’hôtes. Ici, un des quatre hôtes du parasite (l’odonate) n’a été découvert que tardivement. Ce qui est intéressant, c’est qu’un parasite très similaire à Halipegus eccentricus, originaire d’Amérique, avait déjà été décrit dès 1978 en Europe. Halipegus ovocaudatus, selon la description originale de son cycle de vie, infecte également successivement amphibiens, mollusques, crustacés et odonates. Bizarrement, tandis que son homologue américain continue d’attirer l’attention, Halipegus ovocaudatus semble être tombé dans l’oubli… Vu la complexité de leur cycle, ils méritent pourtant tous deux l’attention des chercheurs. Ils feraient notamment de bons candidats pour être des parasites manipulateurs !


Références :


Bolek, M.G., Tracy, H.R. & Janovy, J.Jr. 2010. The role of damselflies (Odonata: Zygoptera) as paratenic hosts in the transmission of Halipegus eccentricus (Digenea: Hemiuridae) to anurans. Journal of Parasitology, 96, 724-735.

Kechemir, N. 1978. Evolution ultrastructurale du tégument d'Halipegus ovocaudatus Vulpian, 1858 au cours de son cycle biologique. Zeitschrift für Parasitenkunde, 57, 17-33.



vendredi 17 février 2017

Un casse-tête enfin résolu pour les zoologistes

Bon ça fait presque deux ans que je n’ai pas publié ici. Du coup je suis un peu en retard sur l’histoire que je vais vous raconter, mais il fallait que je vous en parle ! Replongeons-nous donc dans l’étude des bébêtes bizarres !

En 2014, je vous parlais de l’étrange Dendrogramma (Un nouveau casse-tête pour les zoologistes). Cet animal des fonds des mers australiennes ressemblant à un champignon avait fasciné les zoologistes pendant quelques mois. En effet, leur morphologie laissait supposer qu’il faisait partie d’un nouveau groupe d’animaux, proche peut-être des méduses et coraux, ou des éponges de mer, et que par leur position dans l’arbre de la vie ils pourraient nous en apprendre plus sur l’origine des animaux. Rien que ça pour un p’tit bout de truc mou au fond des mers ! Malheureusement le matériel était assez abîmé. Les spécimens récoltés il y a plus de 30 ans sont restés  conservés pendant des années (pour être finalement décrits en 2014) dans du formol et de l’alcool, ce qui les a déformés et fripés comme des raisins secs, aussi rendant l’ADN difficile à récupérer, laissant les scientifiques perplexes. Si certains étaient très enthousiastes, beaucoup disaient que sans ADN on ne pouvait rien conclure et que c’était probablement un parent des méduses et autres coraux.


Pour vous rafraîchir la mémoire, voici de vieux Dendrogramma desséchés ! Source Just et al . 2014.


Finalement, moins de deux ans après cette publication, une équipe de chercheurs australiens a réussi à récolter cet animal une nouvelle fois. Chose qui ne serait probablement jamais arrivée si les auteurs du premier papier n’avaient jamais publié leur matériel de mauvaise qualité (mais c’est pas leur faute on a dit). Cette équipe australienne a pu ainsi accumuler beaucoup de données génétiques de Dendrogramma, publiant un second papier sur le sujet, pour enfin le placer confortablement et bien au chaud dans l’arbre du vivant. Et quelle ne fut pas leur non-stupeur quand ils réalisèrent que c’était bien un parent des coraux et méduses : un cnidaire, surprise ! (Cette blague est une des plus lourdes des zoologistes, à lire à voix haute on comprend mieux). Plus précisément un hydrozoaire siphonophore. Et c’est quoi un hydrozoaire siphonophore ? Les hydrozoaires sont, au même titre que les coraux et les méduses, des cnidaires, mais qui tiennent un peu des deux. En effet, beaucoup d’hydrozoaires font des colonies comme les coraux, et ces colonies vont souvent former des méduses. C’est un groupe très commun (on en trouve même en eaux douces) et ils peuvent former des colonies très complexes. Notamment les siphonophores constituent des colonies compliquées consistant en plusieurs individus dont certains servent à la chasse, et d’autres à la flottaison (certains lecteurs ont peut-être déjà croisé un siphonophore : la physalie, ou caravelle portugaise, à la piqûre très douloureuse, sur la plage ou dans l’eau). 


Une Physalie, un des siphonophores les plus connus. Attention ça pique ! Source : magnifique siphonophore.


Et c’est la complexité des siphonophores qui a brouillé les pistes par rapport à Dendrogramma. Dendrogramma n’est pas un siphonophore entier mais juste une partie d’un siphonophore de la famille des Rhodaliidae (on continue avec les noms barbares, rassurez-vous je les ai presque tous placés). Des siphonophores vivant profondément qui flottent tout en restant accrochés au fond, un peu comme des ballons. Et certains individus chez les Rhodaliidae forment ce qu’on appelle des bractées, des unités qui aident à la flottaison ou à la défense, on ne sait pas bien. Or un œil dans la littérature des Rhodaliidae (et non pas dans les Rhodaliidae, c’est urticant) montre que Dendrogramma ressemble à s’y méprendre à une bractée. Affaire close donc… Les bractées ne possèdent pas de « cnidocytes », des cellules spécialisées qui servent à la chasse propres aux cnidaires, et c’est pour cela que les premiers auteurs n’ont pas pu assigner Dendrogramma à coups sûr aux cnidaires. Aussi il y a deux espèces de Dendrogramma décrites mais les données génétiques semblent montrer que ce n’en est qu’une seule : soit ce sont deux types de bractées différentes d’une même colonie, soit ce sont différents stades de développement de la bractée. Enfin, Dendrogramma semble être une nouvelle espèce de Rhodaliidae vu que les bractées sont bien plus grandes que ce qu’on trouve chez les autres espèces connues (2 à 6 millimètres en général, et jusqu’à 20 millimètres pour Dendrogramma : le monstre ! Mais malheureusement il n’existe pas de données génétiques sur  la majorité des Rhodaliidae décrits pour confirmer cela avec les gènes).


Des Dendrogramma tout frais et leur position phylogénétique. Finalement pas si bizarre que ça en a l’air… Source : O-Hara et al 2016.

Un Rhodaliidae accroché au fond. Oui ça ne ressemble pas à grand-chose mais croyez-moi, il y a des bractées dedans… Je crois. Source : Rhodaliidae joyeux

Alors, l’affaire est close ? On a un organisme a priori nouveau qui n’en n’est pas tellement un (enfin un peu, c’est probablement une nouvelle espèce). Au final c’était beaucoup de tumulte pour rien, quelle déception… Eh bien si l’affaire est vite réglée d’un point de vue biologique, c’est une histoire assez intéressante qui illustre parfaitement le fonctionnement de la science ! Mais aussi de la communication scientifique ! Penchons-nous donc un peu sur l’aspect plus « sociologique » de cette histoire. A partir d’ici l’article sera plus une réflexion personnelle (j’allais pas manquer d’enthousiasme sur une histoire de bébêtes bizarres quand même !).

Il est déjà intéressant de noter que si la découverte de Dendrogramma a été annoncée à coups de grands titres racoleurs sur internet (par exemple : une nouvelle espèce animale ressemblant à un champignon mais qui défie les classifications), il y a eu moins de bruit autour de leur assignation dans les siphonophores. C’est normal c’est du sensationnalisme, si la découverte d’un nouvel organisme est quelque chose de notable, réassigner un organisme c’est quelque chose de commun. Cependant, ça peut laisser l’impression que Dendrogramma est toujours un mystère et que rien n’a été publié entre temps.

On peut aussi noter la véhémence de certains scientifiques sur internet après la découverte initiale de Dendrogramma, décrédibilisant cette découverte sous prétexte qu’on n’avait pas d’ADN (The Tale of a New Phylum That Really Wasn’t). Cette critique m’a laissé perplexe vu qu’on entendait moins de gens dire « il faut du meilleur matériel pour la morphologie ». En effet, s’il s’était avéré que Dendrogramma était un nouveau type d’organisme mais qu’on avait toujours du matériel ininterprétable morphologiquement, on aurait eu l’air fin et on aurait pu faire bien peu de conclusions. Au lieu de ça des gens ont suggéré que Dendrogramma ressemblait à des pensées de mer (cf mon article précédent). Les deux se ressemblent grossièrement mais sont organisées de manière fondamentalement différente. Mais au final, quand on compare des schémas des bractées d’autres Rhodaliidae et de Dendrogramma, on voit très facilement la similarité. Et là se pose une question. Pendant plus d’un an entre les deux publications, alors que Dendrogramma a fait le buzz même au-delà des milieux scientifiques, comment se fait-il que même sans ADN personne n’ait affirmé avec force que Dendrogramma n’est qu’une bractée de Rhodaliidae ? Très probablement parce qu’il y a peu de gens capables de reconnaître ces étranges animaux, et encore moins leurs parties. Le problème n’était pas tellement le manque d’ADN, mais le manque d’expertise dans le domaine (allez, fallait bien que je râle un peu pour défendre les disciplines qui me sont chères !)…


Des bractées comme illustrées dans une publication de 2005. Si quelqu’un avait cette publication en tête en voyant Dendrogramma, il l’aurait reconnu…  source : Hissmann 2005


Donc au final cette histoire ne nous aura pas apporté grand-chose scientifiquement ? Peut-être pas, qui sait, avec un peu de chance cela va relancer un peu la recherche sur ces siphonophores ! Et pour rebondir là-dessus, si certaines personnes semblaient penser que le papier original n’était pas très intéressant, certaines qu’on avait à faire à un cnidaire (sans bien pouvoir expliquer pourquoi), cette découverte a eu le mérite de stimuler les zoologistes pendant plusieurs semaines et de ressusciter un groupe d’animaux auquel personne ne s’intéressait vraiment, tout en collectant de nouvelles données morphologiques et génétiques dessus. Ceci n’aurait jamais été possible sans l’imparfaite publication originale. Et ça illustre exactement le fait que la science est une discipline dynamique et labile. Qu’il ne faut pas attendre d’avoir des résultats parfaits pour se lancer et publier : une publication scientifique en soit est incomplète, elle n’est complétée qu’à la lumière des discussions qui l’entourent et des publications qui suivent. Ca nous rappelle aussi qu’il ne faut jamais faire de conclusions définitives en science à partir d’une seule publication (conclusions qui ne se trouvaient pas dans l’article original mais ça et là dans la presse). Or, malheureusement, les exemples de publications uniques qui entraînent une foule d’affirmations dans la presse sont nombreux. Mais surtout le premier papier nous montre qu’il y a encore tellement de nouveaux organismes à découvrir au fond des océans, tandis que le second papier nous rappelle, lui, que nous avons tout à redécouvrir au fond des océans.


Pour aller plus loin :

L’article de blog original : Un nouveau casse-tête pour les zoologistes.

Le premier article sur le sujet :

-Just J, Kristensen RM, Olesen J (2014) Dendrogramma, New Genus, with Two New Non-Bilaterian Species from the Marine Bathyal of Southeastern Australia (Animalia, Metazoa incertae sedis) – with Similarities to Some Medusoids from the Precambrian Ediacara. 

L’article qui montre que ce sont des siphonophores :

-O’Hara TD, Hugall AF, MacIntosh H, Naughton KM, Williams A, et Moussalli A (2016). Dendrogramma is a Siphonophore. Current Biology 26:R457-R458.

Un article qui montre des Rhodaliidae et leurs bractées :

-Hissmann K (2005). In situ observations on benthic siphonophores (Physonectae: Rhodaliidae) and descriptions of three new species from Indonesia and South Africa. Systematics and Biodoversity 2(3):223-249.

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