15_Petits mais costauds !

Ces germes ont reçu tant de noms différents que l’on finit par s’y perdre. Ainsi les appelle-t-on schizophytes, micrococcus […] bactéries […] micro-organismes […] bacilles, vibrions, etc., et j’en passe. Je crois utile de remplacer toutes ces dénominations par un nom générique plus simple, je propose en conséquence le nom général de microbe […] J’ai consulté à cet égard mon ami Littré, qui approuve mon choix.

Charles-Emmanuel Sédillot,
Applications des travaux de M. Pasteur… (1878)

Les transformations pharaoniques de Paris opérées par le préfet de la Seine, Georges Eugène Haussmann, sous l’impulsion de Napoléon III, et qui lui ont donné son visage actuel, étaient en partie motivées par une théorie scientifique dite “des miasmes”. Celle-ci postulait que les épidémies se répandaient par voie aérienne, portées par un air gorgé de matières décomposées : les grandes saignées tracées dans la ville étaient donc autant destinées à favoriser la circulation de l’air que celle des hommes.

En 1853, à l’heure où Haussmann entame ses travaux, deux pandémies de choléra ont déjà gravement touché Paris et Londres, emportant parmi des millions d’anonymes quelques grands noms de la science comme Sadi Carnot ou Champollion.

En 1852 pourtant, “le bacille virgule” Vibrio cholerae avait été décrit par un anatomiste italien, Filippo Pacini, et, à la même date, le parlement londonien exigeait, par le Metropolis Water Act, que toute l’eau de Londres soit filtrée avant d’être consommée. Un médecin anglais, John Snow avait lancé l’alerte dès 1849… Il est vrai qu’il n’eut pas plus de succès à ses débuts que Pacini. Il faudra attendre 1878, année où Pasteur présente à l’Académie de médecine sa “théorie des germes”, pour que le “miasme” et sa théorie laissent définitivement leur place sur le banc des accusés au “microbe” (littéralement “petite vie”). Ce mot a été inventé quelques mois auparavant par un médecin militaire oublié, Charles-Emmanuel Sédillot, qui avait pu apprécier aux côtés de l’illustre Larrey, la puissance dévastatrice du bacille à l’hôpital Picpus. En 1884, le père de la bactériologie, Robert Koch, redécouvre le bacille du choléra (après celui du charbon et de la tuberculose qui porte son nom).

Quelques microns de vie qui redessinent les cartes, façonnent les villes, déciment des populations entières. Quelques homoncules invisibles prennent les rênes du monde sans lui demander son avis. C’est sans doute pourquoi, dans le langage courant, le terme “microbe” sous-entend “pathogène”. Ce qu’une centaine d’années de microbiologie nous a appris sur eux n’a rien de tellement rassurant… D’autant plus que leur univers n’a aucun équivalent dans celui que nous connaissions avant le microscope : s’adaptant de façon fulgurante, se répliquant sans se reproduire, se déplaçant par les moyens les plus extraterrestres, survivant aux conditions les plus extrêmes, ils semblent capables de tout.

Les médecins du XIX^e siècle n’ont vu en lui que l’ennemi à abattre et sans doute ont-ils cru pouvoir l’éradiquer. On sait aujourd’hui que, issus d’une lignée à l’origine même de la vie sur Terre, les microbes lui sont indispensables et que, s’ils sont capables du pire, ils le sont aussi du meilleur… 

Cécile Breton

Father Thames introducing his offspring to the fair city of London (illustration du Punch du 3 juillet 1858).

Les termitières, dernier refuge des plantes face au désert

Les termites sont souvent considérés comme des « ingénieurs des écosystèmes ». Ce titre, qu’ils partagent avec d’autres animaux comme les lombrics, les castors ou les coraux, fait référence à l’ampleur des modifications qu’ils apportent à leur environnement. Une nouvelle étude vient d’étendre un peu plus les effets que l'on attribue à ces insectes : leurs constructions ralentiraient la progression des déserts. Dans les régions arides comme les savanes africaines, les termitières offrent en effet un substrat particulièrement accueillant pour la végétation. Par rapport au reste du sol, les nutriments y sont plus accessibles et l’eau y pénètre plus facilement. 

Des zèbres broutent les herbes poussant à la surface d'une termitière au Kenya (cliché Robert Pringle, avec son aimable autorisation).

Les nids de termites constituent ainsi de véritables refuges pour les plantes lorsque les précipitations diminuent. Des modèles mathématiques montrent que la végétation qui s’y trouve sera la dernière à succomber en cas de sécheresse sévère, et la première à renaître quand les conditions redeviennent plus clémentes. Indirectement, les termites diminueraient les risques de désertification totale. Il serait donc nécessaire de prendre en compte ce phénomène au moment d’analyser les images satellites des régions arides, afin de mieux estimer la progression des déserts et ses conséquences pour les populations humaines.

Depuis le ciel, ces termitières du Mozambique apparaissent comme des îlots de végétation luxuriante au milieu d'un océan de terre nue (cliché R. Pringle, avec son aimable autorisation).

Référence : Bonachela J. A., Pringle R. M., Sheffer E., Coverdale T. C., Guyton J. A., Caylor K. K., Levin S. A., Tarnita C. E., 2015 – “Termite mounds can increase the robustness of dryland ecosystems to climatic change”, Science 347: 651-654 (doi: 10.1126/science.1261487).

Julien Grangier

Le camouflage des araignées-crabes a ses limites

Pour chasser en toute discrétion, certaines araignées sont capables de changer de couleur selon les fleurs sur lesquelles elles se mettent à l'affût. Le passage d’une couleur à une autre ne se ferait pourtant pas toujours si facilement, selon une nouvelle étude publiée dans Ecological Entomology. Le phénomène a été observé chez Misumenoides formosipes, une araignée-crabe d’Amérique du Nord dont les femelles peuvent être blanches ou jaunes. Le long des lisières forestières, 96% d’entre elles sont de la même couleur que les fleurs sur lesquelles elles reposent.

La couleur des femelles de Misumenoides formosipes est assortie à celle de leur support (clichés David Hill).

Une expérience a permis de comprendre d’où venait cette correspondance quasi parfaite. Les chercheurs ont d’abord transféré des araignées blanches sur des fleurs jaunes. Ils ont constaté que la plupart devenaient complètement jaunes en l’espace de trois jours seulement. Cette transformation s’accompagne d’une nette hausse de leur taux de capture de proies, renforçant l’idée que ce camouflage rend les affûts bien plus fructueux. 
En revanche, des araignées jaunes déposées sur des fleurs blanches ont réagi différemment. Plutôt que d’adopter la couleur de leur nouvelle cachette, presque toutes ont déménagé en l’espace de quelques heures. Les très rares qui sont restées n'ont opéré leur transformation que très lentement: la dernière à partir, au bout de deux semaines, n'était toujours pas complètement blanche. Cela suggère que les mécanismes biochimiques impliqués dans le passage du jaune au blanc sont énergétiquement bien plus coûteux que ceux permettant de virer du blanc au jaune. Ces coûts variables et leurs inconvénients en cas de couleurs dépareillées expliqueraient en partie pourquoi changer de couleur reste un phénomène rare dans le monde animal. 

Référence : Anderson A. G., Dodson G. N., 2014 – “Colour change ability and its effect on prey capture success in female Misumenoides formosipes crab spiders”, Ecological Entomology, doi: 10.1111/een.12167.

Julien Grangier

En Guyane, laissez-vous guider par les grenouilles !

La grenouille tropicale Allobates femoralis vit dans la forêt amazonienne. Les adultes sont terrestres, mais leurs têtards ne se développent que dans de petites mares. Ces sites de reproduction étant souvent  temporaires, les mâles sont contraints de transporter régulièrement les têtards d’une mare à l’autre au gré des variations du niveau des eaux. Les distances qu’ils ont alors à parcourir avec leur progéniture sur le dos peuvent atteindre plus de 200 m et leur demander plusieurs heures d’effort. De plus, entre deux transports, chaque mâle retourne sur son territoire d'origine. On s’attend donc à ce qu’ils soient capables de s’orienter efficacement dans la forêt. Mais est-ce vraiment le cas, et comment font-ils ?

Allobates femoralis (cliché: Alessandro Catenazzi, Creative Commons)

Pour le savoir, des scientifiques ont mené une expérience grandeur nature dans une forêt de Guyane française. Ils ont capturé des mâles d’A. femoralis et les ont équipés de minuscules transpondeurs pour suivre précisément leurs déplacements. Puis, ils les ont relâchés hors de leur territoire et ont vérifié s’ils prenaient ou non la bonne direction pour rentrer chez eux.

Deux cas de figure ont été étudiés. Dans le premier, les grenouilles étaient transportées à environ 300 m de leur territoire, dans des endroits qu’aucun obstacle particulier ne séparait de leur lieu de capture – autrement dit, des endroits qu’elles avaient de grandes chances d’avoir déjà visités dans le passé. Dans ce cas, les grenouilles sont parties directement dans la bonne direction. En leur laissant suffisamment de temps, plusieurs d’entre elles sont même revenues à quelques mètres seulement de leur territoire !

Dans le second cas, les grenouilles ont aussi été relâchées à 300 m de leur lieu de capture, mais dans un endroit qui leur était forcément inconnu : au milieu d’une île de 5 ha, séparée de leur territoire initial par une rivière formant une barrière infranchissable. Cette fois, les grenouilles n’ont pas su prendre la direction qui les rapprocherait de chez elles.

Les 100 premiers mètres parcourus par des grenouilles relâchées dans une zone familière (à gauche) et non familière (sur une île, à droite). La flèche noire indique la direction de leur territoire d'origine. Toutes les grenouilles ont été rapatriées chez elles une fois l'expérience terminée. (figure tirée de Pasukonis et al. 2014).

D’après les scientifiques, seul un véritable apprentissage spatial permettrait d’expliquer la nette différence observée entre leurs deux groupes expérimentaux. Au cours de leurs voyages familiaux, les grenouilles se forgeraient une carte mentale des environs de leur territoire, ce qui leur permettrait de s’orienter facilement tant qu’elles restent dans le périmètre connu. Une telle capacité n'avait jamais été identifiée chez les amphibiens.

Pour en savoir plus :

• Pašukonis A., Warrington I., Ringler M., Hödl W., 2014 – “Poison frogs rely on experience to find the way home in the rainforest”, Biology Letters 10 (11), 20140642.

• Un site dédié aux recherches menées sur cette grenouille. On peut notamment y voir l'île où a été menée cette expérience.

• Une vidéo qui montre les performances vocales des mâles dans leur milieu.

Julien Grangier

La ruse des orchidées déjouée par le réchauffement global

Une ophrys araignée (cliché: Björn S., Creative Commons)

Des chercheurs anglais viennent de montrer pour la première fois comment le réchauffement climatique est susceptible d’affecter sur le long terme la pollinisation d’une plante par ses insectes associés.

L’espèce étudiée est une orchidée qui habite une grande partie de l’Europe, l’ophrys araignée (Ophrys sphegodes). Cette plante a développé une stratégie franchement « malhonnête » pour attirer ses pollinisateurs. Ses fleurs imitent les femelles de l’abeille solitaire Andrena nigroaenea pour tromper les mâles sans offrir la moindre goutte de nectar en échange de leur visite. Visuellement, la ressemblance est assez grossière (l’humain y a plutôt vu l’abdomen d’une araignée, d’où le nom de la plante). Olfactivement, en revanche, le piège est parfait : les abeilles mâles n’y résistent pas, et deux sacs polliniques se collent à elles au cours de la pseudocopulation qui s’ensuit. Facilement leurrées par plusieurs plantes successives, les abeilles assurent ainsi sans le savoir la reproduction de l’ophrys.

Pseudocopulation entre un mâle d'A. nigroaenea et une fleur d'ophrys araignée (cliché: Shuqing Xu, avec l'aimable autorisation de l'auteur)

Les chercheurs ont examiné l’influence de la température printanière sur le rythme d’activité des abeilles et le pic de floraison des orchidées. Observations de terrain, spécimens de musée bien étiquetés et bases de données météorologiques ont permis de couvrir les 120 dernières années. Les analyses montrent que plus les printemps sont chauds, plus l’activité des abeilles et la floraison des orchidées sont précoces. Seulement, l’effet est plus marqué chez les abeilles ! 

Alors que chaque degré supplémentaire avance le pic de floraison des orchidées de 6 jours en moyenne, la période d’activité des abeilles mâles avance de 9 jours. Petit à petit, le réchauffement du climat désynchroniserait la floraison des plantes et l’activité de leurs pollinisateurs. 

De plus, les abeilles femelles tendent normalement à s'activer un peu plus tard que les mâles, qui ne sont ainsi pas tout de suite "distraits" par leur présence. Malheureusement, les femelles sont encore plus sensibles au réchauffement avec 15 jours d’avance par degré supplémentaire. Plus il fait chaud, plus les mâles rencontrent donc des femelles tôt, ce qui réduirait encore le nombre de plantes visitées.

Or, contrairement aux interactions généralistes où chaque plante dispose de nombreux pollinisateurs possibles, la reproduction de l’ophrys araignée dépend presque totalement d’A. nigroaenea. Les chercheurs estiment ainsi qu’une élévation de 2°C de la température printanière suffirait à affecter sérieusement la pollinisation de cette orchidée. Aussi efficace soit-elle, l’hyper spécialisation devient dangereuse quand les temps changent…

Référence : Robbirt K. M., Roberts D. L., Hutchings M. J. et Davy A. J., 2014 – “Potential disruption of pollination in a sexually deceptive orchid by climatic change”, Current Biology (doi: 10.1016/j.cub.2014.10.033)

Julien Grangier