Comment certains scarabées « boivent » de l'eau en utilisant leur derrière

Des scarabées "boivent" en utilisant leur derrière, et les scientifiques commencent à comprendre comment.

Les scarabées de farine rouge, une importante menace agricole, ouvrent leur anus pour que la vapeur d'eau présente dans l'air passe dans l'intestin inférieur et se condense sur toute matière fécale. Les insectes extraient de l'eau de la matière fécale à l'aide de cellules spéciales tapissant leur système digestif inférieur, rapportent les chercheurs le 21 mars dans Proceedings of the National Academy of Sciences.

Ce "mécanisme incroyable" pourrait un jour être exploité pour créer des pesticides spécifiques aux scarabées capables de protéger les cultures tout en préservant les abeilles et autres insectes, déclare Kenneth Halberg, endocrinologue comparatif et physiologiste à l'Université de Copenhague.

Les insectes nuisibles s'attaquent à près de 20 pour cent des aliments mondiaux chaque année, détruisant la nourriture et coûtant de l'argent aux agriculteurs, estime l'Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture. Les scarabées étant particulièrement nuisibles. Ces insectes peuvent prospérer dans des environnements arides, y compris dans les stocks de blé et autres cultures très sèches. L'un des moyens de survie des scarabées adaptés à la sécheresse est de recycler l'eau de leurs excréments en utilisant le complexe rectal, un organe situé près de l'extrémité de leur système digestif. Mais les chercheurs ne savaient pas comment les insectes accomplissaient cet exploit.

Halberg et ses collègues ont découvert que chez les scarabées de farine rouge (Tribolium castaneum), le gène Nha1 est plus actif dans les cellules marquant la muqueuse du complexe rectal que partout ailleurs dans le corps. Les scientifiques ont précédemment suggéré que les cellules en forme de cloques du complexe rectal étaient impliquées dans l'extraction de l'eau du matériau de l'organe.

Mais "le paradoxe était qu'elles ne ressemblent pas à des cellules de transport", explique Michael O'Donnell, physiologiste des insectes à l'Université McMaster à Hamilton, Canada, qui n'a pas participé à la recherche.

La nouvelle étude pourrait résoudre ce paradoxe. Nha1 produit une protéine qui pompe des particules de potassium chargées à travers les membranes des cellules, ont découvert l'équipe de Halberg. Cela pourrait entraîner une accumulation des ions à l'extérieur du complexe rectal, supposent les chercheurs.

Par osmose, l'eau se déplace vers les zones à forte concentration d'ions. Ce réservoir de potassium pourrait ainsi permettre aux scarabées de faire circuler l'eau à travers la paroi du complexe rectal et dans le reste du corps.

Les expériences ont confirmé que les insectes ouvraient leur anus par temps humide pour que la vapeur d'eau puisse s'écouler dans le complexe rectal. De plus, les scarabées avec Nha1 désactivé ne survivent pas aussi bien dans des conditions sèches que les scarabées normaux.

On ne sait pas si d'autres scarabées utilisent un mécanisme similaire, déclare Halberg. Mais cette découverte souligne comment "la nature a sa façon d'élaborer des solutions assez intéressantes à des problèmes très intéressants".

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