Les coléoptères Lagria ont développé des traits physiques inhabituels pour protéger leur progéniture :de petites invaginations sur le dos des larves sont habitées par des bactéries défensives.

Comme le montre une nouvelle étude, les bactéries symbiotiques protègent les coléoptères des champignons pathogènes pendant leur développement mais aussi pendant la phase de mue où ils sont particulièrement vulnérables.

"Les coléoptères Lagria ont trouvé un moyen de prévenir les infections fongiques nocives et d'assurer la survie de leur progéniture", a déclaré Rebekka Janke de l'Université Johannes Gutenberg de Mayence (JGU). Dans le cadre de sa thèse de doctorat, elle a examiné l'interaction des symbiotes et des coléoptères sous la supervision du Dr Laura Flórez, qui travaille maintenant comme chercheuse à l'Université de Copenhague, et du professeur Martin Kaltenpoth, directeur de l'Institut Max Planck d'écologie chimique. .

Des partenaires coopérants à Iéna et au Brésil ont également été impliqués dans les travaux de recherche.

Les glaïeuls de Burkholderia colonisent les poches sur le dos des larves de Lagria

Pour les invertébrés tels que les coléoptères, la cuticule, l'armure de chitine dure avec une fine couche hydrofuge, est la première et la plus importante ligne de défense contre les prédateurs et les agents pathogènes. Cependant, il peut également servir d'habitat pour les symbiotes microbiens.

Les chercheurs avaient découvert déjà au début du XXe siècle que les larves de Lagria hirta avaient trois petites poches sur le dos remplies de bactéries. Environ 100 ans plus tard, le professeur Martin Kaltenpoth et le Dr Laura Flórez ont montré que les femelles de l'espèce Lagria villosa évincent les bactéries symbiotiques lors de la ponte. Ces bactéries protègent leurs œufs des infections fongiques du sol humide. Les œufs sans cette défense fournie par la bactérie Burkholderia gladioli ont été envahis par des moisissures.

Dans leurs derniers travaux publiés dans The ISME Journal , l'équipe de recherche montre que les symbiotes bactériens de Lagria villosa habitent les invaginations sur le dos des insectes pendant tout le développement larvaire et que ces petites poches restent ouvertes vers l'extérieur via un canal étroit. De plus, les poches ne se détachent pas lors de la mue des larves, mais restent intactes tout au long du développement larvaire.

"Pendant la mue, certains des symbiotes sont libérés à la surface des larves, où ils offrent une protection contre les infections fongiques dans cette phase critique", a ajouté le professeur Martin Kaltenpoth. Lagria villosa sont des coléoptères Lagriinae originaires d'Afrique et qui prolifèrent en Amérique du Sud depuis leur introduction dans les années 1970. Ils accomplissent sept stades larvaires avec des stades de mue correspondants avant de se nymphoser et d'émerger ensuite de la pupe en tant qu'insecte adulte.

Souche Burkholderia Lv-StB et composé antifongique lagriamide vérifiés

Pour des investigations plus approfondies, Rebekka Janke a collecté des échantillons de tous les stades de vie des coléoptères dans des champs au Brésil pour une analyse approfondie avec ses collègues de recherche. Les résultats ont révélé que la souche symbiote Lv-StB de Burkholderia gladioli, qui est vitale pour la protection au stade de l'œuf, est également le principal défenseur des stades de développement ultérieurs.

La souche Burkholderia produit un composé antifongique appelé lagriamide, que l'on retrouve à tous les stades, c'est-à-dire à la surface des œufs, des larves, des pupes, mais aussi à l'intérieur des cuticules mues. Une autre enquête a révélé que les symbiotes étaient présents pendant les stades larvaires des deux sexes, mâle et femelle. Pendant la nymphose, les femelles conservent les symbiotes pour les transmettre à la génération suivante tandis que les titres diminuent chez les mâles.

"L'élimination de ces aides bactériennes altère considérablement la probabilité de survie des jeunes larves dès qu'elles sont exposées à des champignons pathogènes", a déclaré le Dr Laura Flórez. Même si le processus de mue peut contribuer à l'élimination des intrus nuisibles de la cuticule des insectes, pendant ce temps, la larve est également dépouillée de sa couche protectrice et est donc plus sensible à l'infection.

"Les coléoptères Lagria ont trouvé un moyen de contourner le problème en créant des poches dans l'enveloppe protectrice de leur dos, qui restent intactes même après des mues répétées", a expliqué Flórez.

La recherche est publiée dans The ISME Journal et s'appuie sur des recherches antérieures publiées dans Frontiers in Physiology . + Explorer plus loin

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