Sans les avantages de la variation génétique évolutive qui accompagne la replica méiotique, remark une espèce envahissante asexuée s’adapte-t-elle au fil du temps à un nouvel environnement pour survivre ? Chez les espèces de charançons entièrement femelles qui ne produisent que des descendants femelles à partir d’œufs non fécondés, les techniques de survie des insectes ont conduit à la découverte surprenante que ces créatures peuvent transmettre les changements de régulation génétique aux générations futures.



Une nouvelle recherche du Wellesley University a révélé que deux types de charançons, des coléoptères communs mais envahissants dans de nombreuses régions du monde, utilisent des changements épigénétiques pour s’adapter et répondre à différentes toxines dans les plantes qu’ils mangent. Les résultats, publiés dans PLOS A single sous le titre « Host-Precise Gene Expression as a Device for Introduction Good results in Naupactus Parthenogenetic Weevils », ont des implications sur la façon dont nous considérons les envahisseurs asexués et sur leur succès en raison de la régulation des gènes.

Les chercheurs, dirigés par Andrea Sequeira, Wellesley College or university Gordon et Althea Lang ’26 professeur de sciences biologiques, ont collecté des échantillons de charançons parthénogénétiques, invasifs et polyphages, Naupactus cervinus et N. leucoloma, de Floride, de Californie et d’Argentine au cours de cinq ans, à partir de 2015. Bien qu’ils proviennent de différents endroits aux États-Unis où ils ont été introduits, souvent par le biais du commerce, les charançons sont asexués et génétiquement identiques. Pourtant, l’équipe a découvert qu’ils se sont adaptés de manière exceptional pour produire différentes protéines qui leur permettent de manger et de digérer une variété de plantes, même celles qui produisent des toxines.



Sequeira a travaillé avec une équipe talentueuse : Ava Mackay-Smith, Mary Kate Dornon, Rosalind Lucier, Anna Okimoto et Flavia Mendonca de Sousa du Wellesley University, et Marcela Rodriguero, Viviana Confalonieri, Analia Lanteri de l’Université de Buenos Aires et du Museo de Ciencias Naturales à La Plata, Argentine. Ensemble, ils ont analysé les modèles d’expression génique dans trois catégories de gènes qui peuvent médier les interactions charançon-plante hôte par l’identification de plantes hôtes appropriées, l’acclimatation à court docket terme aux défenses de la plante hôte et l’adaptation à lengthy terme aux défenses de la plante hôte et à leurs brokers pathogènes.

« Nous avons constaté que certains groupes de plantes hôtes, tels que les légumineuses, semblent être as well as éprouvants pour les charançons et provoquent une réponse complexe d’expression génique », a déclaré Sequeira. « Cependant, la réponse du charançon à taxer les plantes hôtes partage de nombreux gènes exprimés de manière différentielle avec d’autres cases stressantes, telles que les ailments de society biologique et la changeover vers de nouveaux hôtes, ce qui suggère qu’il existe un régime d’expression génique partagé favorable à l’évolution pour répondre à différents styles de scenarios stressantes. »

« Nous avons également constaté que les mères sont capables de » préparer « leurs petits avec ces changements épigénétiques », a déclaré l’auteur principal et ancienne élève du Wellesley School 2020, Ava Mackay-Smith.  » À l’origine, nous pensions que ces changements ne seraient observés que sur une seule génération. Lorsque nous avons étudié les larves, qui n’ont pas encore de bouche ni ne mangent de plantes, nous avons trouvé des preuves des mêmes protéines et diversifications de leurs mères.

Sequeira a noté que cette découverte est particulièrement importante parce que la compréhension classique a été que dans la replica sexuée et asexuée, toutes les marques épigénétiques sont effacées entre les générations et chaque génération recommence.

Mackay-Smith pense qu’une meilleure compréhension des changements épigénétiques chez les espèces envahissantes asexuées peut éventuellement aider à réguler ou à atténuer leur impression négatif potentiel sur un environnement, des plantes indigènes ou des cultures, par exemple. « Sachant ce qu’il y a dans le répertoire de cet insecte, vous pourriez imaginer que puisque nous avons maintenant identifié les protéines qui sont régulées différemment, vous pourriez cibler une protéine spécifique et concevoir un pesticide ciblé qui élimine uniquement cette espèce de charançon, sans nuire aux autres insectes indigènes. ou la faune. »

Mackay-Smith et Sequeira sont tous deux ravis de voir que la variation génétique n’est peut-être pas la seule forme de variation héréditaire sur laquelle la sélection naturelle doit agir et que les processus épigénétiques peuvent augmenter le potentiel évolutif des organismes en réponse au strain et à d’autres défis environnementaux – variations qui pourraient être pertinentes dans le contexte du changement climatique.