Exemples bien connus de contextes écologiques sous-tendant la résistance aux toxines. (A–C) résistance aux prédateurs, où un prédateur est résistant aux toxines de sa proie. (A) La mangouste est connue pour être antérieure aux vrais cobras. (B) La souris sauterelle se nourrit de scorpions d'écorce. (C) Les couleuvres rayées se nourrissent de tritons toxiques. (D) La résistance des proies est la résistance d'une espèce de proie aux toxines d'un prédateur et est illustrée ici par les crotales qui se nourrissent d'écureuils terrestres nord-américains. (E) L'autorésistance est le cas où un animal est résistant à ses propres toxines. L'exemple montré ici est de vrais cobras qui montrent une résistance aux α-neurotoxines de cobra. Crédit :Revues biologiques (2022). DOI :10.1111/brv.12865
Un serpent meurt-il en se mordant la lèvre ? Pourquoi une mangouste survivra-t-elle à la piqûre d'un scorpion, mais nous, les humains, périrons ? Ces questions ont occupé l'esprit des passionnés de toxines et des étudiants en master de biologie Jory van Thiel et Roel Wouters. Ils ont recueilli des informations auprès de nombreuses sources et publié leurs découvertes dans Biological Reviews .
"Certains animaux ont des adaptations génétiques qui leur permettent de gérer des toxines super dangereuses. Ils peuvent manger des animaux venimeux ou survivre après avoir été mordus ou piqués", explique Van Thiel. "Mais il était frappant de voir à quelle fréquence ces adaptations génétiques étaient exactement les mêmes dans des groupes d'animaux non apparentés. C'est ce qu'on appelle l'évolution convergente, et nous avons étudié cela pour toutes sortes de toxines et d'espèces animales."
Tous les types de résistance aux toxines dans un seul modèle
La publication est une revue, un grand résumé de la recherche et des théories. "La partie exceptionnelle de notre travail est qu'il n'y a jamais eu de vue d'ensemble pour tous les animaux toxiques", déclare Wouters. Pour réaliser cet exploit, ils ont demandé l'aide et l'avis de scientifiques renommés dans le domaine des toxines, tels que leur superviseur Michael Richardson, Nick Casewell et le biologiste le plus connu des Pays-Bas, Freek Vonk.
Équilibre entre résistance et corps qui travaille
Van Thiel et Wouters proposent plusieurs hypothèses sur la façon dont l'évolution convergente s'est produite. La notion de contraintes fonctionnelles s'est avérée essentielle. Cela signifie que la résistance aux toxines ne doit pas se faire au détriment des processus de votre corps, tels que le système circulatoire sanguin ou le contrôle du système nerveux.
Van Thiel explique :« Les récepteurs lient les émetteurs de signaux et dirigent ainsi les processus biologiques. Cela permet par exemple de contracter nos muscles. Les toxines sont comme ces émetteurs et se lient également à ces récepteurs, mais bloquent le processus biologique. Ainsi, il paralyse les muscles.La résistance se produit lorsque l'ADN-récepteur change, ce qui modifie la forme du récepteur et rend impossible la liaison des toxines.Cependant, le principe des contraintes fonctionnelles devient alors important, car leur capacité à transporter des émetteurs de signaux doit continuer pour fonctionner."
Wouters ajoute :"Vous ne pouvez pas changer le récepteur à l'infini. Seuls de petits ajustements fonctionnent sans que le récepteur ne perde sa fonction propre, et vous voyez donc que ces changements se produisent de la même manière pour toutes sortes de groupes d'animaux, des mammifères aux reptiles et aux insectes. Surtout s'ils coexistent avec des animaux toxiques pendant des millions d'années, et s'il y a une chance qu'ils se fassent attraper. Cela répond à la question de savoir pourquoi une mangouste peut survivre à la piqûre d'un scorpion, mais pas les humains."
Immunisé contre vos propres toxines
De plus, les étudiants ont passé en revue de nombreuses autres théories liées à l'évolution convergente. Ils discutent également de l'auto-résistance, c'est-à-dire de la résistance à votre propre venin. Ils émettent l'hypothèse que l'auto-résistance a permis aux animaux de devenir de plus en plus venimeux ou vénéneux. "L'origine de leur venin réside souvent dans une autre source. Un exemple en est l'oiseau Pitohui de Papouasie-Nouvelle-Guinée", explique Wouters. "L'oiseau est venimeux parce qu'il mange des coléoptères toxiques, mais il est résistant. Par conséquent, il peut accumuler des niveaux plus élevés de toxines dans son corps et finit par devenir lui-même venimeux. Des exemples comme celui-ci se retrouvent partout dans le règne animal."
Le prochain projet
Les messieurs vont-ils se détendre après leur deuxième publication réussie ? "Pas vraiment," dit Van Thiel en haussant les épaules. "Je fais actuellement un stage à Liverpool avec l'un des plus grands groupes de venin de serpent, et j'examine la variation des toxines. Roel étudie la personnalité des serpents à l'IBL, en collaboration avec le zoo de Serpo. Et nous examinons les effets indirects de du venin de serpent avec un ophtalmologiste. Donc, si un serpent vous mord le pied, que se passe-t-il dans votre œil ? Plus d'informations à ce sujet suivront bientôt.
