Pic épeiche (Dendrocopos major). En réaffectant leurs récepteurs salés, les pics sont capables de détecter le sucre dans la sève, le nectar ou les fruits. Crédit :Jan Andersson (Bibliothèque Macaulay ML211906341)
De nombreux mammifères ont la dent sucrée, mais les oiseaux ont perdu leur récepteur sucré au cours de l'évolution. Bien que les colibris et les oiseaux chanteurs aient réorienté indépendamment leur récepteur salé pour détecter les sucres, le goût sucré des autres oiseaux n'est pas clair. Désormais, une équipe internationale dirigée par des chercheurs de l'Institut Max Planck d'intelligence biologique (en fondation) montre que les pics ont également retrouvé un goût sucré. Fait intéressant, les cols fourmiliers, des pics spécialisés dans la fourmilière, ont inversé sélectivement ce gain par un changement simple et inattendu du récepteur. Ces résultats démontrent un nouveau mécanisme de réversion sensorielle et mettent en évidence la façon dont les systèmes sensoriels s'adaptent aux besoins alimentaires des différentes espèces.
Les oiseaux, les descendants des dinosaures carnivores, manquent d'une partie du récepteur sucré trouvé chez les mammifères. Cela devrait les rendre insensibles aux sucres. Cependant, des études récentes ont montré que les colibris et les oiseaux chanteurs ont retrouvé la capacité de détecter le sucre en réorientant leur récepteur salé pour désormais détecter les glucides dans les fruits et le nectar. La façon dont les autres oiseaux perçoivent les sucres et la mesure dans laquelle les réponses des récepteurs du goût suivent l'immense diversité alimentaire des oiseaux ne sont pas claires. Pour étudier cette question, Julia Cramer et Maude Baldwin du groupe de recherche sur l'évolution des systèmes sensoriels et des collègues d'autres universités se sont concentrés sur les pics. Bien que principalement insectivore, ce groupe d'oiseaux contient également plusieurs espèces qui incluent de la sève, du nectar et des fruits riches en sucre dans leur alimentation.
En utilisant des tests comportementaux d'oiseaux sauvages, le groupe de Baldwin a montré que les pics préfèrent clairement le sucre et les acides aminés à l'eau. Étonnamment, les cols fourmiliers - un membre du groupe des pics dont le régime alimentaire est presque exclusivement composé de fourmis - affichaient des préférences pour les acides aminés mais pas pour les sucres. "Notre question suivante était de savoir si la préférence observée pour le sucre est reflétée par les récepteurs des oiseaux", résume Baldwin.
Les pics gland ( Melanerpes formicivorus ) visitent souvent les mangeoires à colibris pour boire des solutions sucrées. Crédit :Jonathan Strandjord (Bibliothèque Macaulay ML341302151)
L'ancêtre commun possédait un récepteur du sucre
Des analyses fonctionnelles des récepteurs du goût ont confirmé que les récepteurs des pics étaient sensibles aux sucres, alors que ceux des torcols ne l'étaient pas. Fait intéressant, les reconstructions ancestrales ont indiqué que l'ancêtre commun des cols fourmiliers et des pics possédait déjà un récepteur salé modifié capable de répondre aux sucres. "Cette découverte a dévoilé un troisième cas d'évolution indépendante de la détection du sucre via la modification du récepteur salé chez les oiseaux", déclare Cramer, le premier auteur de l'étude. "Pourtant, ce qui était encore plus excitant, c'était l'implication que les torcols avaient par la suite perdu la nouvelle fonction du récepteur."
La dissection méticuleuse par Cramer des différences entre les récepteurs du torcol et du pic a révélé de manière inattendue que des changements dans un seul acide aminé dans le récepteur du torcol éteignaient sélectivement la détection du sucre :les oiseaux conservaient leur capacité à goûter salé, ce qui est probablement important pour les oiseaux spécialistes des insectes qui consommez une alimentation riche en protéines.
Les fourmiliers (Jynx torquilla) se spécialisent dans un régime à base de fourmis et ont perdu leur capacité à détecter le sucre. Crédit :Wouter Van Gasse (Bibliothèque Macaulay ML329411951)
Ces résultats retracent une histoire évolutive dans laquelle un gain précoce de détection du sucre chez les pics - pouvant survenir chez un ancêtre antérieur et donc plus ancien que les pics eux-mêmes - a été suivi de sa réversion lorsque le récepteur du col roulé a été modifié ultérieurement. "Nous avons été très surpris de constater que cette inversion est causée par des changements dans un seul acide aminé, agissant comme un interrupteur moléculaire pour réguler sélectivement la sensibilité au sucre chez les torcols", explique Cramer. "De manière inattendue, le résultat de ce petit changement est que les torcols sont à nouveau incapables de détecter le sucre dans leur nourriture, mais ont conservé la capacité du récepteur à recueillir des informations sur la teneur spécifique en acides aminés. Cela a beaucoup de sens lorsque la majeure partie de votre alimentation est faite fourmis."
Une enquête plus approfondie sera nécessaire pour décrire comment des changements spécifiques dans les récepteurs du goût et dans d'autres systèmes physiologiques et sensoriels sont liés à la riche diversité alimentaire des oiseaux.
La recherche a été publiée dans Current Biology .
