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# Biologie# Microbiologie

Le rôle essentiel des insectes et de leurs microbes

Explorer la relation entre les insectes, leurs habitudes alimentaires et les microbes.

Kristen A. Panfilio, W. Larner, N. Tholke da Silva Grego

― 6 min lire


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Les Insectes jouent un rôle super important dans notre environnement. Ils sont essentiels dans les chaînes alimentaires, contribuant à l'équilibre des écosystèmes partout dans le monde. Mais, beaucoup de populations d'insectes changent à cause de trucs comme le changement climatique et les activités humaines. Ça soulève des questions sur le fonctionnement de la biodiversité et comment ces changements affectent les insectes.

Étudier les Habitudes Alimentaires des Insectes

Une façon d'explorer ces questions, c'est d'étudier comment les insectes se nourrissent. En regardant leurs gènes, les chercheurs peuvent comprendre comment différentes espèces s'adaptent à utiliser diverses sources de nourriture. Avec plus de 250 génomes d'insectes séquencés, les scientifiques peuvent comparer ces génomes pour voir comment les insectes évoluent pour se nourrir.

Changements Génétiques Liés à l'Alimentation

En comparant les génomes des insectes, les chercheurs peuvent observer des changements dans les protéines qui aident les insectes à sentir leur environnement. Ces changements peuvent montrer comment les insectes s’adaptent à différents régimes alimentaires et comment ils gèrent les toxines présentes dans les plantes. Par exemple, certaines espèces d'insectes pourraient avoir des gènes différents qui leur permettent de manger certaines plantes ou de se défendre contre les toxines que ces plantes produisent.

Le Rôle des Microbes dans la Nutrition des Insectes

En plus des gènes des insectes, les chercheurs étudient aussi les microbes qui vivent à l'intérieur ou sur les insectes. Ces microbes peuvent aider à la digestion ou fournir des nutriments. Par exemple, certaines Bactéries aident les insectes à décomposer des matériaux végétaux complexes ou à détoxifier des substances nocives. Si les insectes perdent ces microbes bénéfiques, ils peuvent rencontrer des problèmes comme une croissance plus lente ou une santé réduite.

Focus sur les Insectes Phytophages : Hemiptera

Un groupe d'insectes qui se nourrit de plantes s'appelle les Hemiptera. Ce groupe inclut plusieurs espèces différentes comme les pucerons et les vrais punaises. Certains de ces insectes ont évolué pour se nourrir d'un large éventail de plantes, tandis que d'autres se spécialisent dans des plantes spécifiques. Comprendre comment ils parviennent à se nourrir de ces plantes peut nous en dire beaucoup sur leur évolution.

Étude de la Punaises du Lait

Les chercheurs se sont concentrés sur un type spécifique de phytophage, la punaise du lait. Cette punaise a été utilisée dans des études pendant longtemps à cause de ses habitudes alimentaires uniques et de sa biologie. En étudiant la punaise du lait, les scientifiques peuvent en apprendre plus sur ses besoins alimentaires et les microbes qui l'aident à survivre.

Analyse du Microbiome de la Punaise du Lait

Pour mieux comprendre la punaise du lait, les chercheurs se sont concentrés sur son microbiome, qui est l'ensemble des microbes vivant à l'intérieur et sur elle. Ils ont examiné différentes étapes de vie de la punaise, des œufs aux adultes, pour voir comment le microbiome change. L'objectif était de découvrir comment ces microbes sont transmis de la mère à la descendance et comment ils aident la punaise à survivre.

Méthodes d'Échantillonnage et d'Analyse

Les chercheurs ont élevé les punaises du lait dans un environnement de laboratoire contrôlé pour garder tout uniforme. Ils ont collecté des échantillons de différentes étapes de vie, y compris des œufs jeunes et vieux, des nymphes et des adultes. Une stérilisation de surface a également été réalisée pour identifier les microbes internes des œufs. Ils ont analysé le microbiome par séquençage ADN pour identifier les différents types de bactéries présentes.

Résultats sur la Diversité Microbienne

Les résultats ont montré que les jeunes œufs avaient la plus grande diversité microbienne, tandis que les adultes avaient la plus faible. Cela suggère qu'à mesure que la punaise du lait mature, elle perd certains des microbes divers qui l'aident à digérer la nourriture ou à la protéger des pathogènes. Certaines bactéries ont été trouvées de manière constante à travers les différentes étapes de vie, indiquant qu'elles pourraient être essentielles à la survie de la punaise.

Genres Microbiens Clés chez la Punaise du Lait

Parmi les différentes bactéries détectées, les chercheurs ont trouvé des genres centraux présents à toutes les étapes de vie. Ceux-ci incluent des bactéries reconnues pour leur rôle dans la digestion et la détoxification. Cependant, certains genres étaient également plus présents dans des étapes de vie spécifiques, indiquant que différents microbes jouent des rôles différents selon le stade de croissance de la punaise.

Différences dans les Profils Microbiens entre les Sexes

L'étude a également découvert que les punaises mâles et femelles avaient des profils microbiens différents. Certaines bactéries étaient plus abondantes dans un sexe par rapport à l'autre, ce qui pourrait suggérer que le microbiome pourrait jouer un rôle dans la reproduction ou la santé globale. Ces différences soulignent à quel point les interactions entre les insectes et leurs partenaires microbiens peuvent être diversifiées.

Influences Environnementales sur les Communautés Microbiennes

Les chercheurs ont aussi pris en compte des facteurs externes qui pourraient influencer le microbiome de la punaise du lait. Par exemple, le régime alimentaire de la punaise pourrait affecter quels microbes vivent dans son intestin. Ils ont trouvé que certains matériaux végétaux contribuaient à la composition microbienne des punaises, en particulier dans les œufs et les jeunes nymphes.

Implications pour la Santé et l’Évolution des Insectes

Les résultats de cette étude suggèrent que le microbiome est crucial pour la santé des insectes comme la punaise du lait. Comprendre comment ces microbes changent au cours du cycle de vie de la punaise peut mener à des idées sur la façon dont ils s'adaptent à différents environnements. Cela peut aussi aider à comprendre comment le changement climatique et la perte d'habitat impactent les populations d'insectes.

Conclusion

Les insectes sont des composants complexes des écosystèmes, et comprendre leur biologie est essentiel pour les efforts de conservation. L'étude de la punaise du lait et de son microbiome révèle comment les habitudes alimentaires influencent l'évolution et la survie des insectes. Alors que les chercheurs continuent d'explorer ces relations, ils pourraient découvrir encore plus sur le rôle des insectes dans notre monde et comment on peut les protéger.

Source originale

Titre: Intraspecific microbiome dynamics across the life cycle of the milkweed bug Oncopeltus fasciatus

Résumé: The microbiome is an important part of the complete nutritional and genomic profile of insects. The species-rich insect order Hemiptera (aphids, cicadas, true bugs) is highly diverse for mode of microbiome acquisition, with the conundrum that species in the seed-feeding subfamily Lygaeinae have lost obvious anatomy for housing bacteria, either in bacteriocytes or midgut crypts. Here we characterize the microbiome of the milkweed bug Oncopeltus fasciatus as a tractable lygaeinid, using 16S rRNA sequencing. We assess how bacterial taxa vary between the sexes and across life history stages in a controlled environment, focusing on maternal-to-embryo transmission and distinguishing egg-stage constituents that are superficial or internal (transovarially transmitted). Among a core microbiome of 28 genera, the egg stage shows the greatest diversity, with a particular expansion of the family Comamonadaceae. We also analyze inter-individual variability in nymphs and adults and validate structured, stage-specific detection of seed material. Comparative analysis identifies Rhizobium as a notable microbiome constituent in seed-feeding Hemiptera, which we had previously shown to lack nitrogen metabolism components in the genome. Overall, we provide a nuanced assessment of bacterial abundance dynamics between individuals and across the life cycle and discuss the implications for acquisition and potential relevance as nutritional endosymbionts. This will underpin comparative investigations in seed-feeding bugs and future work in O. fasciatus on tissue-specific and diet-specific microbiome profiles, including in natural populations.

Auteurs: Kristen A. Panfilio, W. Larner, N. Tholke da Silva Grego

Dernière mise à jour: 2024-10-28 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.28.620616

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.28.620616.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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