Ce ver parasite peut modifier le comportement d’une fourmi, la transformant en « zombie »
“La douve du foie est l’exemple type de la manipulation parasitaire du comportement de l’hôte”, a déclaré Brian Lund Fredensborg, écologiste des parasites et professeur agrégé au Département des sciences végétales et environnementales de l’Université de Copenhague, qui, avec l’ancienne étudiante diplômée Simone Nordstrand Gasque, a récemment a publié un étude sur le rôle des facteurs environnementaux dans le retour à la normale du comportement zombie des fourmis.
La douve du foie et d’autres parasites sont des organismes qui vivent sur ou dans des organismes hôtes et dépendent de leurs hôtes pour leur subsistance.
Bien que l’étude publiée dans la revue Behavioral Ecology ne soit pas directement applicable aux humains, les parasites représentent généralement un énorme fardeau de morbidité à l’échelle mondiale, et des connaissances croissantes sur le comportement des parasites pourraient accroître les connaissances des scientifiques sur leur niveau de sophistication, en particulier lorsqu’il s’agit d’interagir avec leurs hôtes. .
“En savoir plus à leur sujet pourrait améliorer notre compréhension du fonctionnement d’autres parasites manipulateurs du comportement, y compris peut-être ceux qui infectent les humains”, a déclaré Fredensborg. La douve du foie infecte rarement les humainset cela n’affecte pas le cerveau humain, a-t-il ajouté.
Voici comment se déroule l’histoire de la douve lancette du foie : une fourmi mange des douves, et une douve solitaire qui se sacrifie – le ver meurt dans le processus – migre vers le cerveau de la fourmi, infectant et essentiellement en le détournant. Des centaines d’autres envahissent l’abdomen de l’insecte où ils se cachent temporairement dans une capsule qu’ils créent et qui les protège de l’acide gastrique de la fourmi.
La douve dans le cerveau se dirige vers le ganglion sous-œsophagien de la fourmi, une partie de son système nerveux central, et amène l’insecte infecté à grimper au sommet d’un brin d’herbe dans la fraîcheur de l’aube ou du crépuscule, à serrer ses mâchoires autour du brin et à rester. là. (Les chercheurs qualifient les actions des fourmis de « changement de comportement réversible et radical ».) Lorsque les bovins, les moutons ou les cerfs viennent paître, ils mangent les fourmis avec l’herbe, et les vers s’installent dans le foie du plus gros animal.
Là, les vers pondre des œufs, qui sont plus tard excrété dans l’hôte les excréments d’animaux. Les excréments, à leur tour, sont mangés par les escargots, la destination finale de la douve. Les douves larvaires se reproduisent à l’intérieur des escargots et se multiplient par milliers. Finalement, les escargots les crachent dans une boule de mucus, attirant les fourmis. Les insectes se régalent de la bave infestée de douves et le cycle recommence.
“Changer le comportement de votre hôte est un moyen intelligent pour un parasite d’augmenter ses chances d’atteindre l’hôte suivant au cours de son cycle de vie”, explique Fredensborg. « Il est particulièrement fréquent qu’un parasite ait besoin qu’un hôte soit mangé par le suivant. Les parasites dans la nature influencent subtilement qui mange quoi et en quelle quantité, mais avec des conséquences importantes sur le fonctionnement des écosystèmes. La grande question est de savoir comment les parasites parviennent à prendre le contrôle du comportement de leur hôte.
Ce qui est différent dans cette étude
Certains scientifiques pensent que le processus implique la manipulation de certaines substances chimiques du cerveau.
Fredensborg cite un exemple humain, Toxoplasma gondiiun parasite présent dans la viande insuffisamment cuite et les excréments de chat. Recherche suggère que cela pourrait affecter la fonction de la dopamine et favoriser la développement de la schizophrénie. La dopamine, qui est produite dans le cerveau, est importante pour de nombreuses fonctions corporelles – le mouvement, par exemple – et est impliquée dans plusieurs maladies mentales et neurologiques. Fredensborg souligne cependant que le fonctionnement de ces parasites est très différent.
« Les changements de comportement eux-mêmes ne sont pas similaires entre l’hôte Toxoplasme et des fourmis infectées par la douve du foie, mais les mécanismes sous-jacents pourraient l’être », explique Fredensborg. « Les deux se logent dans le cerveau et dans un endroit adapté à la manipulation d’un ensemble spécifique de comportements. Dans Toxoplasme, nous savons que la dopamine est impliquée. Dans la douve du foie, nous ne savons pas encore quels neuromodulateurs sont impliqués, mais la dopamine est l’un des principaux suspects car elle induit un comportement de recherche de nouveauté et de morsure.
Se demandant s’ils pouvaient modifier le comportement des fourmis infectées, Fredensborg et Gasque ont parcouru les forêts de Bidstrup près de Roskilde, au Danemark, en marquant les fourmis pour les étudier – une tâche pas facile.
“Simone est devenue une véritable experte dans l’art de trouver et d’étiqueter les fourmis infectées dans la forêt, mais au début, c’était vraiment un défi de placer une gouttelette de colle et l’étiquette sur le derrière des fourmis sans coller l’étiquette ou la fourmi sur la sienne. doigt », dit Fredensborg.
Les scientifiques ont découvert que la température de l’air était importante. À l’aube et au crépuscule, lorsqu’il faisait frais et que la plupart des animaux aiment brouter, les fourmis étaient plus susceptibles de rester attachées au sommet de la lame et d’être mangées. Quand il faisait plus chaud, ils lâchaient prise et redescendaient en rampant. “Nous avons plaisanté en disant que nous avions trouvé le ‘commutateur zombie’ des fourmis”, raconte Fredensborg.
La douve du foie n’est pas le seul ver qui induit un comportement attrayant pour les prédateurs, explique Fredensborg. Microphallus papillorobustus migre vers le cerveau des amphipodes – petits crustacés aquatiques – les obligeant à rechercher la lumière et à remonter jusqu’à la surface de l’eau, où ils nagent de manière erratique, s’accrochent à la végétation – et sont ensuite mangés par les canards.
Euhaplorchis californiensis se loge dans le cerveau des killifish, provoquant un comportement erratique qui attire les hérons. Fasciola hépatique est courante dans le bétail, y compris aux États-Unis, mais rarement trouvée chez les humains, bien que les gens puissent la contracter dans le cresson contaminé ou dans l’eau potable, explique Fredensborg.
“Cette recherche montre que la sélection naturelle a affiné cette prise de contrôle de l’hôte pour la synchroniser avec les modèles d’activité du prochain hôte dans le cycle de vie du parasite”, explique Robert Poulin, écologiste évolutionniste et professeur de zoologie à l’Université d’Otago à Nouvelle-Zélande, qui n’a pas participé à l’étude. “La température froide est le déclencheur qui permet au parasite de prendre le contrôle et d’amener la fourmi à grimper sur un brin d’herbe au moment où un animal au pâturage est le plus susceptible de se nourrir, tandis que les températures chaudes amènent le parasite à relâcher son contrôle sur la fourmi et à se nourrir. permettez-lui de reprendre un comportement normal et d’éviter la surchauffe.
Poulin, qui a supervisé les recherches doctorales de Fredensborg il y a des années, a caractérisé les actions du ver comme « une manipulation conditionnelle » motivée par les températures extérieures. «Je ne peux pas penser à un autre exemple comme celui-ci, même si c’est peut-être simplement parce que nous n’avons pas assez étudié», dit Poulin. « Qui a dit que les parasites étaient des créatures simples et dégénérées ? Ils sont étonnants.”
Les résultats suggèrent que l’environnement peut être modifié pour ramener les fourmis à la normale.
“Induire un changement radical et réversible de comportement – appuyer sur l’interrupteur – est probablement unique à la douve du foie”, explique Fredensborg. “Cependant, nous espérons que cette capacité pourra nous aider à caractériser la façon dont les parasites modifient le comportement de l’hôte en comparant la neurochimie de “allumé” avec “éteint”” et en établissant un lien entre l’infection de l’hôte, ses changements cérébraux et son comportement ultérieur. .
