Les chercheurs ont révélé que les mantes religieuses (mantides) infectées par des vers à cheveux parasites sont attirées par la lumière polarisée horizontalement qui est fortement réfléchie par la floor de l’eau, ce qui les fait entrer dans l’eau. Dans une première mondiale, ces résultats de recherche démontrent que les parasites peuvent manipuler le système de notion de la lumière spécifique de l’hôte à leur avantage, provoquant un comportement anormal de l’hôte.
Cette découverte a été faite par un groupe de recherche global composé de l’étudiant diplômé OBAYASHI Nasono, du professeur agrégé SAKURA Midori et du professeur agrégé SATO Takuya de la Graduate Faculty of Science de l’Université de Kobe, du professeur agrégé IWATANI Yasushi (Faculté des sciences et technologies, Université de Hirosaki), du professeur TAMOTSU Satoshi (KYOUSEI Science Centre for Existence and Nature, Nara Women’s College) et Dr. CHIU Ming-Chung (National Changhua College of Schooling, Taiwan).
Ces résultats de recherche ont été publiés dans la revue scientifique Recent Biology le 21 juin 2021.
Details principaux
- Le parasite du ver des cheveux vit à l’intérieur du corps d’un insecte hôte (comme les mantes et les grillons) qui habite généralement les forêts et les prairies. Lorsque le ver des cheveux atteint sa maturité, il incite l’hôte à entrer dans l’eau (y compris les étangs et les rivières), où le ver des cheveux se reproduit, complétant ainsi son cycle de vie
- La façon dont le ver des cheveux fait entrer son hôte dans l’eau a mystifié les chercheurs pendant plus de 100 ans
- Une expérience à deux choix menée en laboratoire a révélé qu’un pourcentage furthermore élevé de mantes infectées par un ver à cheveux étaient attirés par la lumière polarisée horizontalement (*1) par rapport aux individus non infectés
- Dans l’expérience en extérieur, un nombre as well as élevé de mantes infectées est entré dans le bassin profond qui réfléchissait fortement la lumière horizontale que le bassin peu profond qui réfléchissait la lumière faiblement polarisée
- Il existe une forte possibilité que les vers à cheveux incitent l’hôte à entrer dans l’eau en manipulant la perception de l’hôte de la lumière polarisée horizontalement
Fond de recherche
Normalement, la morphologie et le comportement d’un animal sont régulés afin de favoriser la survie et la replica de l’individu. Cependant, approximativement 40 % des organismes terrestres sont des parasites et on dit que tous les animaux sauvages possèdent au moins un variety de parasite. En d’autres termes, divers changements anatomiques et comportements observés chez les animaux sauvages pourraient être fortement influencés par les parasites. Remarquablement, il existe de nombreuses espèces de parasites qui peuvent modifier des factors de la morphologie et du comportement de leur hôte (manipulation de l’hôte) à leur propre avantage (c’est-à-dire pour augmenter la health des parasites). Les parasites qui manipulent leurs hôtes sont un bon exemple de phénotype étendu (*2) et ont fini par fasciner de nombreux biologistes.
Un phénomène connu par lequel le parasite manipule le comportement de l’hôte peut être observé chez les vers à cheveux. Les vers à cheveux sont des parasites nématomorphes qui vivent à l’intérieur d’insectes tels que les mantes et les grillons chameaux (appelés « hôte »). Cependant, les vers à cheveux se reproduisent dans les rivières et les étangs, donc pour se déplacer dans ces environnements, ils manipulent l’hôte pour qu’il saute dans l’eau. Des recherches antérieures ont suggéré que la luminosité de la lumière réfléchie (intensité lumineuse) à la floor de l’eau attire l’hôte, le faisant tomber. Cependant, à component les surfaces des rivières et des étangs, il existe de nombreux autres environnements lumineux et scenarios dans la nature, y compris les ouvertures forestières, les habitats sablonneux lumineux et les prairies reflétant la lumière du soleil ou le clair de lune. Si l’hôte était attiré par chaque prevalence de lumière vive dans la character, la manipulation de l’hôte échouerait. Par conséquent, ce comportement d’entrée dans l’eau ne peut pas être suffisamment expliqué en termes de basic attirance pour la lumière.
La lumière polarisée (*3) est un type de lumière où le champ électrique de l’onde lumineuse oscille dans une seule way. La lumière réfléchie par la surface d’un prepare d’eau contient beaucoup de lumière polarisée horizontalement, et il a été démontré ces dernières années que de nombreux arthropodes utilisent cette lumière polarisée horizontalement pour rechercher ou éviter l’eau.
Les chercheurs ont émis l’hypothèse que l’hôte, manipulé par le ver à cheveux, est attiré par la lumière polarisée horizontalement et pénètre dans l’eau.
Méthodologie et résultats de la recherche
Pour étudier cette hypothèse, les chercheurs ont commencé par mener des expériences en laboratoire pour voir si les mantes (l’espèce de mante religieuse asiatique Hierodula patellifera, ci-après appelées « mantides infectées ») infectées par un parasite du ver des cheveux (Chordodes sp.) et les mantes non infectées de la même espèce serait attirée par la lumière polarisée horizontalement. Les expériences ont été menées en utilisant un cylindre divisé en trois sections, avec une portion de lumière polarisée à une extrémité et une portion de lumière non polarisée à l’autre extrémité. La mantide a été placée dans la portion médiane et son emplacement a été enregistré après 10 minutes (c’est-à-dire si elle s’était déplacée ou non dans les sections de lumière polarisée ou non polarisée). Au cours de ces exams à deux choix, quatre intensités lumineuses différentes ont été utilisées (celles-ci correspondaient au crépuscule : ~150 lux, temps nuageux : 2000 et 6000 lux et temps ensoleillé : 15 000 lux) pour déterminer si la luminosité affectait le pourcentage des individus attirés par la lumière polarisée.
Les résultats ont révélé qu’un pourcentage in addition élevé de mantes infectées ont choisi la lumière polarisée par rapport aux individus non infectés. Parmi les choix de lumière polarisée, il y avait une tendance particulièrement élevée à choisir une lumière polarisée de in addition de 2000 lux. Inversement, les mantes n’avaient pas tendance à choisir la portion de lumière polarisée si l’angle de polarisation était changé en vertical, indépendamment de la force de la lumière et de leur statut d’infection. A partir de ces résultats, on peut conclure que les mantes infectées par les parasites du ver à cheveux sont attirées par la lumière polarisée horizontalement.
Ensuite, le groupe de recherche a mené des expériences en plein air pour déterminer si les mantes infectées sauteraient ou non dans une piscine réfléchissant une lumière forte polarisée horizontalement. Les expériences ont été menées dans une zone cultivée appartenant au Foods Resources Training and Analysis Heart, Graduate College of Agricultural Science, Kobe College. Une enceinte grillagée a été mise en position contenant deux bassins : le bassin A, réfléchissant fortement la lumière polarisée horizontalement mais faible (faible intensité lumineuse), et le bassin B, où la réflexion de floor était furthermore brillante (forte intensité lumineuse) mais faiblement polarisée.
Les chercheurs ont relâché les mantes infectées dans un arbre situé entre les deux bassins et ont observé l’entrée des insectes dans l’eau by way of des séquences vidéo capturées par des caméras fixes.
Parmi les 16 mantes infectées qui présentaient ce comportement, 14 individus sont entrés dans le pool A, qui a fortement réfléchi la lumière polarisée horizontalement. Par conséquent, sur la base des résultats des expériences en laboratoire et en extérieur, on peut conclure que les mantes infectées sont induites par la lumière polarisée horizontalement à sauter dans l’eau.
Une autre découverte intéressante faite par cette étude est que de nombreuses mantes infectées sont entrées dans l’eau vers midi. Dans les expériences de laboratoire, la distance parcourue par les mantes a été mesurée et il a été constaté que les mantes infectées marchaient davantage à midi. Cela présente une nouvelle possibilité que le rythme circadien de l’hôte ou du parasite puisse être impliqué dans l’augmentation à la fois de l’attraction de l’hôte pour la lumière polarisée horizontalement et du niveau d’activité de l’hôte, ce qui induit finalement un comportement d’entrée d’eau à un moment spécifique de la journée.
Great importance de la recherche et développements ultérieurs
Dans la mother nature, les animaux ont développé diverses capacités à percevoir l’intensité, la couleur, l’ombre et la polarisation de la lumière. Ces résultats de recherche montrent, pour la première fois au monde, que les parasites peuvent habilement manipuler ces capacités pour amener l’animal hôte à adopter des comportements qui profitent au parasite.
Ce groupe de recherche a récemment commencé à étudier le form de mécanisme dont disposent les mantes non infectées pour percevoir la lumière polarisée horizontalement. Ils essaient également de comprendre comment les vers à cheveux manipulent ce mécanisme. Éclairer ces facets nous permettra non seulement de comprendre les manipulations comportementales parasitaires mais pourrait également contribuer au développement de nouvelles méthodes de contrôle du comportement animal.
Glossaire
1. Lumière polarisée horizontalement : La polarisation linéaire se produit lorsque les ondes électromagnétiques de la lumière ne vont que dans une course (par exemple, horizontale ou verticale). La lumière réfléchie par la floor de l’eau contient de la lumière polarisée horizontalement. Les options d’eau reflètent un niveau as well as élevé de lumière polarisée horizontalement moreover le fond est profond et sombre.
2. Phénotype étendu : L’idée principale de ce notion biologique est que les gènes d’un organisme individuel n’affectent pas seulement la morphologie de l’individu et son comportement exprimé, mais ont un impact étendu sur les autres individus et l’environnement environnant. Grâce à la manipulation de l’hôte, les gènes d’un parasite affectent la morphologie ou le comportement exprimé de l’hôte. Ceci est un exemple de phénotype étendu.
3. Lumière polarisée : La lumière qui émane du Soleil n’est pas polarisée. Cependant, lorsque cette lumière est réfléchie (par exemple, par des molécules et des objets au-dessus de l’atmosphère ou par la surface d’un approach d’eau), la course de certaines des ondes électromagnétiques devient linéairement polarisée (c’est-à-dire qu’elles s’exécutent dans une direction), ce qui entraîne dans la lumière étant polarisée à un degré.
Vidéo : https://www.youtube.com/check out?v=ci42nMom988
Cette recherche a été réalisée grâce au financement des subventions KAKENHI de la Société japonaise pour la promotion des sciences (JSPS) (19K22457, 19H04925 et 19H04934) et du Fonds pour la promotion de la recherche internationale conjointe de l’Université de Kobe.