Pour cet insecte, la "soirée en amoureux" arrive tous les deux jours : le cycle de 48 heures du grand scarabée noir.

18 janvier 2024

Cet article a été examiné selon le processus rédactionnel et les politiques de Science X. Les éditeurs ont mis en évidence les attributs suivants tout en veillant à la crédibilité du contenu :

• vérification des faits
• publication évaluée par des pairs
• source de confiance
• relecture

par Andy Fell de l'UC Davis

La vie sur Terre fonctionne selon un cycle de 24 heures alors que la planète tourne. Les animaux et les plantes ont des horloges circadiennes intégrées qui synchronisent le métabolisme et le comportement à ce cycle quotidien. Mais un scarabée est désynchronisé par rapport au reste de la nature.

Une nouvelle étude, publiée le 18 janvier dans Current Biology, porte sur un scarabée ayant un cycle unique de 48 heures. Le grand scarabée noir, Holotrichia parallela, est un ravageur agricole en Asie. Tous les deux jours, les femelles scarabées émergent du sol, grimpent sur une plante hôte et libèrent des phéromones pour attirer les mâles.

Le comportement d'accouplement des femelles scarabées est sous le contrôle d'une horloge "circa-bi-dienne" de 48 heures, pour des raisons encore mystérieuses. Une équipe dirigée par Walter Leal, professeur de biologie moléculaire et cellulaire à l'Université de Californie, Davis, et Jiao Yin de l'Académie chinoise des sciences agricoles de Beijing, souhaitait savoir si l'odorat des scarabées mâles était également réglé sur une horloge de 48 heures.

Le laboratoire de Leal à l'UC Davis étudie la détection chimique chez les insectes. De nombreux insectes, des papillons de nuit aux moustiques, utilisent les odeurs pour attirer un partenaire. Les insectes "sentent" avec leurs antennes, qui contiennent des récepteurs spécialisés qui réagissent à des produits chimiques spécifiques se propageant dans l'air.

La première étape de l'équipe a été d'identifier le gène chez les scarabées noirs permettant de réagir aux phéromones femelles, qui porte le nom séduisant de L-isoleucine méthylester, ou LIME. Les chercheurs ont initialement cloné 14 gènes candidats. Une série d'expériences les a conduits à un gène appelé HparOR14 en tant que récepteur des phéromones sexuelles, ce qui est soit dit en passant le premier identifié chez une espèce de scarabée.

Ayant identifié le gène récepteur, ils ont pu mesurer les niveaux de transcriptions du gène HparOR14 tout au long de la vie du scarabée et son activité sur 48 heures. Ils ont constaté qu'à la "nuit de rendez-vous", lorsque les femelles grimperaient sur les plantes pour libérer leur parfum, la transcription de HparOR14 était plus élevée après la tombée de la nuit. Mais l'activité du récepteur était faible les jours alternatifs. (Dans une expérience témoin, la réponse à un signal chimique provenant de feuilles endommagées, indiquant de la nourriture pour le scarabée, est restée constante jour après jour.)

Les résultats montrent que l'aptitude des scarabées mâles à détecter les phéromones sexuelles féminines fonctionne sur un cycle de 48 heures, qui correspond au comportement d'accouplement des femelles.

La raison pour laquelle les scarabées noirs ont ces cycles de 48 heures et comment ils les ont est inconnue. Les horloges circadiennes (24 heures) sont synchronisées par des signaux qui changent sur un cycle de 24 heures - le plus évident étant le lever ou le coucher du soleil. Mais il n'y a pas de signaux de 48 heures dans la nature, donc exactement comment les cycles circabi-diens des scarabées noirs sont réglés - y compris la façon dont les mâles et les femelles peuvent se synchroniser les uns avec les autres pour savoir quelle nuit est la nuit du rendez-vous - est un mystère encore à résoudre.

"Les rythmes de 24 heures en physiologie et en comportement sont couramment observés chez les organismes, des bactéries aux humains, mais les observations de rythmes de 48 heures dans la nature sont rares", a déclaré le professeur Joanna Chiu, chef du Département d'entomologie et de nématologie à l'UC Davis et spécialiste des rythmes circadiens, qui n'a pas participé aux travaux. "Cette étude élégante du professeur Leal et de ses collaborateurs nous a fourni une description approfondie de la manière dont le rythme circabidien de la détection des phéromones de ce scarabée est généré".

Autres auteurs de l'étude : Yinliang Wang, Huanhuan Dong, Yafei Qu, Jianhui Qin, Kebin Li, Yazhong Cao et Shuai Zhang, Académie chinoise des sciences agricoles de Beijing ; Yuxin Zhou et Bingzhong Ren, Université normale du Nord-Est, Changchun, Chine ; et Chen Luo, Académie chinoise des sciences agricoles et forestières de Beijing.

Informations sur la revue : Current Biology

Fourni par : UC Davis