Des chercheurs de l'Université du Montana ont fait une autre découverte au niveau cellulaire pour aider à comprendre les processus de base de toute vie sur notre planète - cette fois au sein des bactéries inhabituelles qui ont vécu à l'intérieur des insectes cigales depuis que les dinosaures parcouraient la Terre.

Au cours des 70 derniers millions d'années, les bactéries ont subi des adaptations extrêmes pour vivre dans le corps des insectes, perdre entre environ 95 à 97 pour cent de leurs gènes et résultant en certains des plus petits génomes connus de tous les organismes. Dans le processus, ils ont perdu la capacité de vivre n'importe où en dehors des cigales.

"Les complexes symbiotiques de la cigale sont très différents de tout autre organisme connu, " a déclaré Matt Campbell, un étudiant diplômé de l'UM qui étudie les cigales dans le laboratoire du professeur agrégé de biologie de l'UM John McCutcheon, basé à la Division des sciences biologiques.

De nombreux insectes vivent en association très étroite avec des insectes bénéfiques, ou "symbiotique, " bactéries. Ces symbioses bactériennes sont d'une importance critique pour les insectes qui ne consomment qu'un seul type de nourriture qui manque de certains nutriments essentiels. Les exemples incluent les poux hématophages ainsi que les insectes qui se nourrissent de la sève des plantes - les pucerons, cicadelles et cigales.

La recherche de l'UM a montré que les bactéries symbiotiques des cigales produisent des acides aminés et des vitamines dont leurs hôtes insectes ont besoin pour se développer et se reproduire. Pendant trois saisons sur le terrain, étudiant une cigale d'Amérique du Sud, Le chercheur postdoctoral de l'UM, Piotr Lukasik, a découvert que de nombreuses bactéries symbiotiques de l'espèce se sont transformées en complexes de plusieurs types de bactéries différents dans la même cigale.

« Grâce à ce processus, les bactéries individuelles ont perdu de nombreux gènes et dépendent désormais les unes des autres car chaque type contient des éléments uniques, gènes essentiels, " a déclaré Lukasik. " Les différents types doivent tous travailler ensemble pour fournir les acides aminés et les vitamines dont leur hôte cigale a besoin. "

Une autre espèce de cigale, situé dans l'est des États-Unis, contient des dizaines de petits, types de bactéries à évolution rapide. Les types individuels contiennent généralement peu de gènes reconnaissables et sont répartis entre les différents compartiments cellulaires d'une cigale d'une manière qui n'est pas entièrement comprise.

"Les cigales hébergent des complexes symbiotiques plutôt qu'un seul, des bactéries bien éduquées, ce qui pourrait être un défi pour l'espèce, " dit Lukasik. " Après tout, quand vous avez besoin d'un repas - qu'il s'agisse d'une vitamine requise par une cigale ou d'une pizza rêvée par un étudiant affamé - il est plus facile de l'obtenir à partir d'une seule source plutôt que de le bricoler à partir de plusieurs sources différentes."

Les chercheurs pensent que cette évolution de la bactérie s'est produite par hasard, et bien qu'il n'aide pas la cigale, les créatures microscopiques doivent rester sur le long terme car la cigale a désormais besoin d'elles pour survivre.

"En effet, les cigales aux cycles de vie les plus longs sont aussi celles aux symbiotes bactériens les plus fous, " a déclaré Lukasik.

La recherche a récemment été publiée dans le Biologie actuelle article "Dégradation idiosyncratique du génome dans un endosymbiote bactérien de cigales périodiques, " ainsi que dans l'étude " Origines multiples des complexes endosymbiotiques interdépendants dans un genre de cigales " dans le dernier numéro de Actes de l'Académie nationale des sciences des États-Unis d'Amérique.