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Un surprenant mode de transmission de Wolbachia identifié chez les termites

by Frédéric Magné - published on , updated on

Les Wolbachia sont des bactéries infectant les cellules de nombreux insectes. Pour la première fois, des scientifiques français issus de l’Institut d’écologie et des sciences de l’environnement de Paris (IEES – CNRS / UPMC / IRD / UPEC / INRA), du laboratoire Ecologie, systématique et évolution (ESE – CNRS / Université Paris-Sud / AgroParisTech) et du laboratoire Évolution, génomes, comportement et écologie (EGCE – CNRS / Université Paris-Sud / IRD) ont étudié la dynamique d’infection de ce microorganisme chez plusieurs colonies de termites Cubitermes subarquatus, une espèce qui peuple les forêts du Gabon. Leurs travaux publiés le 11 février dans la revue Plos One montrent que les ¾ de la caste des soldats immatures sont infectés par Wolbachia. Un tel niveau de contamination implique une transmission des bactéries par échanges trophiques entre individus, facilitant ainsi leur diffusion dans les colonies de termites.


Termitière ouverte de Cubitermes subarquatus montrant des ouvriers et une larve
© Myriam Harry

 

Présentes dans les cellules de nombreux arthropodes tels que les insectes, les Wolbachia sont des bactéries que seules les femelles transmettent à leur descendance via le cytoplasme infecté de leurs gamètes. Ces organismes ont, en outre, la capacité de manipuler le sexe de leur hôte en favorisant les femelles qui les transmettent. La bactérie est par ailleurs capable de passer d’un organisme à un autre lors d’interactions inter ou intra-spécifiques dont les mécanismes sont méconnus. Une équipe réunissant des scientifiques de l’Institut d’Ecologie et des Sciences de l’Environnement de Paris, du Laboratoire d’Ecologie, Systématique et Evolution et de l’Unité Evolution, Génomes, Comportement, Ecologie s’est intéressée aux modalités de transmission des Wolbachia chez Cubitermes subarquatus : « Nous étudions cette espèce de termite humivore1 des forêts du Gabon depuis plusieurs années pour mesurer l’impact de la fragmentation de leur habitat consécutive à la déforestation sur la structure génétique des populations et leur stratégie de reproduction. C’est ainsi que nous avons découvert un complexe d’espèces de termite auquel sont associées différentes souches de Wolbachia » rappelle Myriam Harry, professeur à l’Université Paris-Sud et co-auteure de l’étude.

Du fait de leur organisation par castes (reproducteurs, ouvriers, soldats blancs, soldats matures), les termites constituent un modèle privilégié pour l’étude du mode de transmission de cette bactérie. En mesurant le taux d’infection de chacune des castes de 15 colonies de Cubitermes subarquatus échantillonnées dans la forêt de La Lopé, au Gabon, les chercheurs ont constaté que 74% des soldats blancs, immatures, étaient infectés alors que seuls 63% des larves, 39% des soldats matures et 33% des ouvriers hébergeaient la bactérie. Pour expliquer ces différences, les scientifiques ont ensuite élaboré plusieurs modèles mathématiques tenant compte de la probabilité qu’un individu perde ou gagne la bactérie à chacun de ces stades. « Dans l’hypothèse où aucune nouvelle contamination n’a lieu au stade soldat blanc, 17% des représentants de cette caste devraient être contaminés par Wolbachia, or ceux-ci sont en réalité quatre fois plus nombreux », souligne Myriam Harry. Un taux de contamination aussi élevé implique l’existence d’un transfert horizontal de la bactérie lors d’échanges trophiques où les ouvriers gavent exclusivement les soldats blancs avec leur salive infectée par Wolbachia. Parce que les soldats blancs ne se reproduisent pas, un tel niveau d’infection peut sembler paradoxal pour le devenir évolutif des Wolbachia. Les larves à l’origine des reproducteurs étant elles aussi gavées de salive, les chercheurs considèrent ce « cul-de-sac » évolutif comme un dommage collatéral de la spécialisation de la bactérie pour le canal salivaire. En consolidant la transmission verticale des Wolbachia, de la reine aux futurs individus reproducteurs, les transferts par échanges trophiques augmenteraient ainsi les chances du microorganisme de se propager au sein de l’espèce.
 

Note

1. Ce sont les fèces des termites qui, riches en complexes organo-minéraux et composant les termitières, enrichissent peu à peu les sols et augmentent leur fertilité. Ces termites sont en outre très sensibles aux perturbations provoquées par les activités humaines.

 

 Référence

"The distribution of Wolbachia in Cubitermes (Termitidae, Termitinae) castes and colonies : a modelling approach", Virginie Roy, Marc Girondot et Myriam Harry, Plos One, fév. 2015

 

Contact chercheur

Myriam Harry
Évolution, génomes, comportement et écologie (EGCE) - CNRS / Université Paris-Sud / IRD [ex. Laboratoire Evolution, Génomes, Spéciation (LEGS)]
Tél. : 01 69 82 37 40
Email : myriam.harry@egce.cnrs-gif.fr

 

Contacts communication

Sylvie Salamitou
Évolution, génomes, comportement et écologie (EGCE) - CNRS / Université Paris-Sud / IRD [ex. Laboratoire Evolution, Génomes, Spéciation (LEGS)]
Tél. : 01 69 82 37 43
Email : sylvie.salamitou@egce.cnrs-gif.fr

Isabelle André
Institut d’écologie et des sciences de l’environnement de Paris (IEES) - CNRS / UPMC / IRD / UPEC / INRA
Tél. : 01 44 32 23 16
Email : isabelle.andre@ens.fr