Le parasitisme | tpeespeces

Le parasitisme :

Nous allons étudier l'évolution des espèces à partir d'une interaction spécifique, le parasitisme. Tout d'abord, le parasitisme est une association biologique entre deux espèces, une qu'on appelle le parasite profite de l'autre qui est l'hôte pour plusieurs tâches comme se reproduire ou se nourrir. Cette interaction est spécifique car c'est une association inter-spécifique ayant un caractère unilatéral, ce qui veut dire qu'elle est obligatoire pour le parasite mais pas pour l'hôte. Cette interaction va apporter une évolution car d'un côté, le parasite va évoluer pour pouvoir encore rencontrer son hôte et pouvoir y survivre et de l'autre côté il y a l'hôte qui va évoluer et ainsi tout faire pour ne plus rencontrer le parasite, il va essayer de se défendre du parasite ou mieux encore s’en débarrasser.

Avant de commencer, il faut faire la différence entre parasitisme et prédation, la prédation est l'acte d'un être vivant, le prédateur à se nourrir ou capturer un autre être vivant, la proie.

L'une des différences principales est que le parasite est plus petit que l'hôte pour ce qui est du parasitisme alors que dans la prédation, nous retrouvons majoritairement des prédateurs plus grands et plus puissants que les proies. Cela peut porter à confusion, car par exemple lorsqu’un tigre attaque un zèbre, le tigre est plus petit mais le fait d'attaquer le zèbre à plusieurs faits que le fauve est plus grand. Les autres principales différences sont que le parasitisme est une relation durable et qu'elle touche toutes les espèces sauf les échinodermes (oursins, étoile de mer...)

Il existe différents types de parasitisme qui vont permettre une évolution de l'hôte et du parasite. La différence se fait dans la position qu'a le parasite par rapport à l'hôte.

Il y a l'ectoparasite, c'est le type de parasitisme qui intervient lorsque le parasite vit à la surface de son hôte. Par exemple, le type de parasitisme liant une puce est un chien est l'ectoparasite car la puce vit à la surface (poils) du chien.

A l'inverse, il existe l'endoparasite qui est le type qui intervient quand le parasite vit à l'intérieur de son hôte. On peut citer le VIH qui est endoparasite des lymphocytes T car le VIH va se placer à l'intérieur des Lymphocytes T.

Il y a également l'hémiparasitisme, qui est le type de parasitisme quand le parasite qui est une plante, ne prélève que de l'eau et des éléments minéraux de son hôte. Le parasite qui est la plante, possède déjà des chlorophylles produit par elle-même. On peut citer comme exemple le gui :

Le dernier type de parasitisme que nous allons citer est le mésoparasitisme. Ce type de parasitisme se manifeste lorsque le parasite se trouve dans une cavité, c'est à dire une partie du corps de son hôte agissant avec l'extérieur (bouche, tube digestif...). Le parasite n'endommage pas les tissus de son hôte. On peut citer le cas dans les végétaux de mycètes, où le mycélium pénètre dans les stomates des feuilles.

Peu importe le type de parasitisme, cette interaction une sorte de « combat » entre l’hôte et parasite qui va permettre leur évolutions au cours du temps car depuis des millions d'années l'hôte évolue pour se débarrasser de son parasite et le parasite évolue pour continuer à profiter de son hôte. On peut alors parler alors de coévolution.

Bien que le parasitisme permet une évolution, cette interaction n'est pas parfaite , elle comporte des avantages, certes, mais aussi des inconvénients.

Commençons par les avantages :

Le parasite va profiter de son hôte pour plusieurs choses comme avoir une protection contre les prédateurs avec son abri, ainsi que de la nourriture et de l'énergie. Le parasite profite aussi de son hôte par la mobilité de ce dernier, c'est à dire ses déplacements. Il peut aussi disséminer les moyens de reproduction des parasites.

Passons ensuite aux inconvénients :

Pour qu'il y ait parasitisme, il faut avoir reproduction et développement des parasites, on parle d'existence cyclique. Il a deux types d'existence cyclique, le cycle monoxène (qui fait intervenir qu'un seul hôte) et le cycle hétéroxène ( qui fait intervenir plusieurs hôtes intermédiaires). Comme autres inconvénients, il y a aussi le fait que le parasite doit être capable de rencontrer son hôte, il en est dépendant.

Aussi, le parasite peut tout perdre (ressources alimentaires ou transport) s'il tue son hôte ou si son hôte meurt.

En ce qui concerne les stratégies meurtrières qui permettent l'évolution, pour parer aux attaques de leurs adversaires, les hôtes et les parasites vont adopter des stratégies meurtrières et évolutives. Les hôtes sont privés de leurs ressources par les parasites.Pour pallier à ce problème, les hôtes vont établir des stratégies défensives efficaces : l'hôte va détruire les parasites ou minimiser leurs impacts par le développement d'un système immunitaire.

Il va aussi éviter l'infestation par le comportement. Lorsqu'ils ont été victimes de parasites, et qu'ils ont été infecté, ils vont rapidement modifier leurs caractéristiques afin de « compenser » leurs morts. Comme par exemple, les femelles du grillon du foyer ou Acheta domesticus, après qu'elle a été touché par les parasites (souvent des bactéries) va pondre plus d'œufs que les femelles non touché.

Ils peuvent aussi compenser leurs morts avec le comportement. Par exemple, les mâles de la drosophile (Drosophila nigros-piracula) qui sont parasités vont avoir un comportement anormal par rapport aux mâles non parasités et vont plus parader et s'accoupler davantage.

Un autre moyen efficace peut être donc d'avancé l'âge de la maturité sexuelle.

Une autre stratégie qui va permettre l'évolution de l'hôte afin de remédier à l'infestation parasitaire est de carrément changer les caractéristiques de la totalité d'une espèce pour qu'elle ne soit plus ou moins touché par des parasites. Comme par exemple, le mollusques Cerithia qui va subir une dérive génétique pour contrer les attaques parasitaires.

Chez les parasites, une des stratégies est de manipuler le comportement des hôtes. Comme par exemple en l'obligeant à rejoindre un refuge, à s'occuper de la progéniture du parasite ou en citant les réseaux trophiques, lorsque le parasite a besoin de passer d'un hôte à un autre, il va modifier le comportement de son hôte de sorte qu'il soit attrapé par son prédateur qui sera un nouvel hôte pour le parasite.

ETUDE DE CAS : La guêpe-émeraude, ou créateur de zombies...

Nous allons étudier un cas particulier du parasitisme, en effet la guêpe-émeraude fait partie des parasitoïdes. Lors du parasitisme, un parasitoïde est un parasite qui va toujours provoquer la mort de son hôte lors de la relation. On retrouve ce parasite en Afrique, dans les îles du Pacifique et dans les régions tropicales du sud de l'Asie.

Durant cette relation de parasitisme, il y a un hôte qui est un cafard, une blatte, et un parasite qui est la guêpe émeraude. Le but de la guêpe-émeraude est de se servir de la blatte comme nourriture et refuge de sa progéniture.

Durant cette interaction, le parasite va attaquer son hôte à l’aide de deux venins spécifiques.

Un premier, lorsque le cafard est encore sous contrôle , qui va servir à l'immobiliser et le contrôler pour mieux s'en servir. Ce venin va toucher les ganglions nerveux du thorax et paralyser temporairement les pattes avant du cafard pour qu'il ne bouge plus et ainsi effectuer une deuxième piqûre plus complexe.

Alors que la guêpe s'enroule autour de sa proie elle en profite pour effectuer une deuxième piqûre qu’elle va directement injecter dans le cerveau du cafard dans les ganglions céphaliques. Ce venin va faire obéir le cafard qui sera inconscient à la manière d'un zombie.

Il faut savoir que ce deuxième venin va faire libéré une forte quantité de dopamine dans le corps de la blatte, et va lui faire faire un toilettage compulsif.

La dopamine est une molécule essentielle du cerveau qui permet l'échange d'information entre neurones, on l'appelle pour ceci, neurotransmetteur. C'est grâce à l'acide aminé tyrosine que la dopamine est formé. Elle est libérée par le cerveau lors de plaisirs comme la drogue ou les relations sexuelles. Elle est formée naturellement dans le cerveau et sert à contrôler normalement les mouvements et les sensations.

C'est dans les synapses, espaces situés entre les neurones, que la dopamine est émise. En effet, l'information que contient la dopamine sera renvoyé entre des neurones qui agissent comme récepteur de l'information et d'autres comme transmetteurs de l'information. Il existe différents types complexes de dopamine. Le deuxième venin qui va être injecté dans le cerveau de la blatte va agir sur la dopamine qui va contrôler son attention et va faire que la blatte ne sera plus en mesure de bouger.

Cette deuxième piqûre devra avoir une précision neurochirurgicale, car elle doit toucher deux parties précises de la tête de la blatte : le ganglion supra-œsophagien et le ganglion sous-œsophagien.

Il faut savoir que le venin que la guêpe injectera à la blatte va modifier le comportement du cerveau, et non les sens de la blatte car les capacités motrices de la blatte sont sans problèmes mais elle n'est tout simplement pas capable de les utiliser. Comme lorsqu'on touche à un insecte, il reçoit des signaux qui parviennent au niveau du cerveau et préviennent ce dernier de prendre la fuite, mais l'insecte ne sera capable de rien faire. De plus, ce venin va changer les réactions de certains neurones qui vont devenir moins actifs et c'est à cause de ceci que la blatte va se laisser faire, sans combattre.

Pour ce faire, le venin va avoir besoin de toxines qui vont atteindre les canaux chlorure GABA-dépendants.

Le GABA (Acide γ-aminobutyrique) est dans le règne animal, le neurotransmetteur le plus important. Un neurotransmetteur, appelé aussi neuromédiateur est un élément chimique (molécule) qui permet la transmission d'information entre neurones.

Par la suite, le GABA va faire en sorte, après avoir ouvert les canaux chlorure, d’empêcher un neurone de fonctionner normalement. Les canaux chlorures et sodium que nous allons voir plus tard sont des canaux ioniques qui sont des protéines membranaires qui vont pouvoir faire circuler les ions. Lorsque les canaux chlorures sont ouverts, les ions chlorures vont pouvoir alors passer par la membrane du neurone. Un canal d'ions sodium peut s'ouvrir, il permet le début de la cascade de réaction qui forme l'activation neuronale. Les ions chlorures vont passer à travers la membrane cellulaire à vitesse égale de celle des ions sodium, car les cations (ions sodium) et les anions ( ions chlorure ) comme nous le savons, s'attirent mutuellement et donc vont s’accompagner du fait de la force électrostatique, car ce sont des ions avec des des charges positives et négatives. Et donc, quand les canaux chlorures seront ouvert, les actions que voudra faire la blatte seront impossible à effectuer, ceci se passera même si un neurone a reçu l'ordre de s'activer. Le GABA est un neurotransmetteur inhibiteur, c'est-à-dire qu'il va empêcher le processus normal du système nerveux, mais pas totalement, car une activité nerveuse ou musculaire puissante pourra devancer cet effet inhibiteur parce que l'effet des canaux sodium n'est pas entièrement compensé par les canaux chlorures. C'est par ce système d'engourdissement que la blatte est soumise, tel un zombie à la guêpe-émeraude. Le GABA n'est pas la seul composant de ce venin qui active les canaux chlorures, il en existe deux autres : la taurine et la Bêta-Alanine.

Taurine

Bêta-Alanine

Ces deux composants vont prolonger l'effet inhibiteur. La limite de ces deux composants est qu'ils ne peuvent pas partir d'eux-mêmes dans les parties des ganglions cérébraux correspondant, ceci requière la précision du parasite, la guêpe doit les injecter au bon endroit. Ces trois composants vont aussi toucher les neurones moteurs et donc paralyser l'hôte pendant un moment. Au cours de milliers d'années, ce parasite a évolué de sorte que son venin agisse plus efficacement et mortellement, ainsi qu'à toucher la blatte d'une précision dépassant celle de nos machines.

Enfin, après avoir calmer totalement son hôte, elle va couper les antennes du cafard et boire un liquide qui baigne sur le corps de ce dernier pour récupérer de l'hémolymphe. Ce liquide a les mêmes propriétés que le sang, mais ne transporte pas d'oxygène et est typique des arthropodes. Elle le ramène alors dans la tanière en le traînant par une de ses antennes comme si on traînait un chien en laisse. Plusieurs expériences ont montré que la consommation d'oxygène pour former de l'énergie des blattes piquées est beaucoup plus faible que celle des blattes non piquées, en effet le venin peut aussi ralentir le métabolisme. Ce venin va être surprenant, car il va régler, par des mécanismes encore inexpliqués, l'hydratation de la blatte pour qu'elle soit assez hydraté et consommable quand l'œuf sera éclos.

Parmi toutes les capacités des venins (tuer, se nourrir...) ce parasite va en fait utiliser ce venin pour se reproduire. En effet ce parasite va avoir comme unique intention de se reproduire et non de tuer.

La guêpe-émeraude va alors utiliser tous ces arsenaux meurtriers et manipulateurs pour faire pondre ses œufs sur le cafard. Le type de parasitisme qui intervient est l'endoparasite car l'œuf va manger à l'intérieur de son hôte et s'y développer.

Le parasite va alors emmener la blatte dans un terrier, elle pond et colle l'œuf sur la patte de son hôte. Un mois plus tard la future guêpe s'enveloppera d'un cocon, il sortira alors une nouvelle guêpe-émeraude mature du cadavre après avoir entièrement mangé son hôte, d'où le nom de parasitoïde.

Pendant que le parasite mange son hôte, elle sécrète des éléments antibactériens de leur bouche pour se protéger contre les bactéries qui sont mortelles pour eux. Ces éléments antibactériens contiennent un phénol naturel, du mellin et un produit naturel, un micromolide.

Il y aura alors des sortes de sélection naturelle, dérive génétique qui vont jouer un rôle, car au fil du temps, la guêpe-émeraude va évoluer pour pouvoir adapter sa quantité de venin et ainsi optimiser sa piqûre pour que la blatte ne meurt pas et ne s'échappe pas.

Si cette nouvelle guêpe qui sort du cadavre du cafard est une femelle, il y aura le même cycle, et encore et encore, c'est le cycle parasitaire mais dans ce cas-ci, c'est un cycle parasitoïde. Les parasites évoluent constamment car elles connaissent de mieux en mieux leurs hôtes et ainsi en ont un contrôle de plus en plus total.

On peut approfondir l’analyse et se demander si ce venin pourrait avoir les mêmes effets sur les humains et les rendre zombie