Les mouches des pommes sont issues d’un simple changement dans le cerveau

Les mouches des pommes sont un exemple fascinant de spéciation, le début d’une nouvelle espèce, et captivent les scientifiques depuis de nombreuses décennies. Lorsque les colons d’Amérique du Nord ont introduit les pommiers dans la région, certaines mouches de l’aubépine se sont déplacées vers cette nouvelle plante hôte et se sont séparées pour former une nouvelle espèce.

Une équipe internationale d’experts dirigée par le Centre national des sciences biologiques a poursuivi une enquête sur les origines de la mouche du pommier initiée il y a 160 ans par Charles Darwin et son camarade de classe à Cambridge, Benjamin Walsh.

Les chercheurs ont examiné les processus neurologiques qui sont à l’origine d’importants changements de comportement chez la mouche du pommier, notamment le choix de son partenaire et sa préférence pour une nouvelle plante hôte. De tels changements ont contribué à l’évolution rapide des mouches des pommes.

Les mouches de l’aubépine et les mouches des pommes se nourrissent uniquement d’un fruit particulier, soit des baies d’aubépine, soit des pommes mûres. Ils s’accouplent également sur le fruit et y pondent leurs œufs.

Chaque génération de ces deux groupes de mouches émerge avec une préférence spécifique pour l’odeur des pommes ou de l’aubépine, et une forte aversion pour l’autre.

Les experts ont cherché à comprendre ce qui distingue les deux types de mouches. L’équipe a découvert que les mouches de la pomme et de l’aubépine utilisent les mêmes régions du cerveau pour traiter les odeurs, mais changent de lieu de traitement.

Les scientifiques ont pu localiser le point précis où cette différence apparaît au niveau de la toute première synapse du système olfactif, appelée lobe antenne.

« La partie la plus surprenante pour moi a été de voir le traitement olfactif être si clairement différent entre les races hôtes infestant la pomme et l’aubépine », a déclaré Cheyenne Tait, premier auteur de l’étude. «Nous savions que ces mouches avaient des comportements de préférences olfactives et des modèles de différenciation génétique divergents. Maintenant, grâce à ce travail, nous savons que leur neurophysiologie sensorielle diffère également.

Selon les chercheurs, un simple changement dans le traitement d’informations sensorielles importantes pourrait éventuellement contribuer de manière majeure à la diversité des espèces que nous observons.

« Nous constatons des phénomènes de spéciation. L’origine de nouvelles espèces est l’une des grandes questions qui ont piqué la curiosité intellectuelle de l’humanité », a déclaré Jeffrey L. Feder, co-auteur de l’étude.

« Résoudre la question de la spéciation est d’une grande importance scientifique et l’évolution continue des races hôtes de Rhagoletis comme la pomme et l’aubépine est liée à la vie elle-même, ou à l’origine de nouvelles formes de vie. »

Le simple changement dans le traitement neurologique de l’odeur du fruit a déclenché un changement à l’échelle de l’espèce.

« Ce qui est le plus remarquable pour moi, c’est la simplicité du changement : ces mouches ont simplement changé d’avis en même temps que leur espèce. Un changement aussi subtil dans le traitement d’informations sensorielles importantes dans le cerveau pourrait contribuer à un changement de comportement qui contribuerait à leur évolution vers de nouvelles espèces », a expliqué Shannon Olsson, co-auteur de l’étude.

« Cette découverte a des implications importantes sur la manière dont les animaux tels que les insectes peuvent rapidement s’adapter et modifier leur comportement à de nouveaux environnements, comme les espèces envahissantes, ou réagir aux changements de climat ou d’utilisation des terres influencés par l’homme. »

L’étude est publiée dans la revue Les éditions de la Royal Society.

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Par Chrissy Sexton, Espèces-menacées.fr Rédacteur