Les altises du raifort absorbent les toxines végétales pour leur propre défense

Dans une nouvelle étude, les scientifiques ont identifié des transporteurs spéciaux que les altises du raifort utilisent pour accumuler de grandes quantités de toxines végétales dans leur corps afin de les utiliser pour leur propre défense.

Lorsqu’elles se nourrissent et absorbent les nutriments de leurs plantes hôtes, les altises du raifort ingèrent également des glucosides d’huile de moutarde, qui sont les composés de défense caractéristiques du raifort et d’autres plantes brassicacées. Les coléoptères utilisent ces composés pour se transformer en « bombe à huile de moutarde » afin de dissuader les prédateurs.

Une équipe d’experts au Institut Max Planck d’écologie chimique a découvert que les coléoptères sont équipés de transporteurs spéciaux dans le système excréteur qui empêchent l’excrétion des glucosides d’huile de moutarde.

De nombreux types d’insectes qui se nourrissent de plantes toxiques ont la capacité d’acquérir des composés de défense grâce à leur alimentation.

« L’altise du raifort appartient à un groupe d’insectes économiquement important, car plusieurs espèces de Phyllotreta sont des ravageurs des cultures », a déclaré le premier auteur de l’étude, Zhi-Ling Yang.

« Ce coléoptère, qui peut accumuler de grandes quantités de glucosinolates de plantes hôtes, régule les niveaux et la composition des glucosinolates dans le corps, au moins partiellement par excrétion. Cela suggère que Phyllotreta armoraciae possède des mécanismes de transport et de stockage très efficaces, que nous souhaitions découvrir.

L’équipe était dirigée par Franziska Beran, responsable du groupe de recherche sur la séquestration et la désintoxication des insectes à l’Institut Max Planck.

Dans une étude précédente, les chercheurs ont découvert comment les altises du raifort utilisent les glucosinolates de leur plante hôte pour se défendre contre une coccinelle prédatrice. Pour la présente étude, les experts ont cherché à identifier les transporteurs de glucosinolates chez les coléoptères.

« La recherche de ces transporteurs revenait littéralement à chercher une aiguille dans une botte de foin », a déclaré Beran. « Nous avons trouvé 1 401 transporteurs membranaires putatifs dans l’intestin et le système excréteur de ce coléoptère. En limitant notre recherche aux transporteurs spécifiques de l’altise du raifort, nous avons pu identifier un groupe de transporteurs spécifiques au glucosinolate.

Les transporteurs de glucosinolates sont situés dans le système excréteur, ou tubules de Malpighi. Chez les insectes, la fonction des tubules de Malpighi est similaire à celle des reins chez les vertébrés.

« Nous avons réduit au silence l’expression de plusieurs gènes transporteurs localisés dans les tubules de Malpighi et avons constaté que les coléoptères excrétaient plus de glucosinolates qu’un groupe témoin de coléoptères ayant une expression génétique normale. En raison du taux d’excrétion plus élevé, les niveaux de composés de défense dans le corps du coléoptère ont diminué », a expliqué Yang.

« Notre étude est la première à identifier des transporteurs dans les tubules de Malpighi qui permettent à un insecte d’accumuler des composés de défense des plantes. »

Selon les chercheurs, leur étude démontre que la séquestration est un processus complexe – bien plus que la simple absorption de métabolites végétaux dans l’organisme de l’animal. L’insecte doit adapter toute sa physiologie pour utiliser les composés de défense des plantes.

« La séquestration est probablement l’une des adaptations les plus complexes que les insectes herbivores aient développées. Cela contribue très certainement également au succès évolutif des insectes spécialisés dans certaines plantes hôtes, comme l’altise du raifort », a déclaré Beran.

À l’avenir, l’équipe prévoit d’explorer d’autres transporteurs impliqués dans la séquestration. Les chercheurs prévoient également d’étudier contre quels ennemis naturels de l’altise du raifort les glucosinolates offrent une protection. Une meilleure compréhension des ravageurs comme l’altise du raifort pourrait à terme conduire à de meilleures stratégies de contrôle.

L’étude est publiée dans la revue Communications naturelles.

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Par Chrissy Sexton, Espèces-menacées.fr Rédacteur