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Des bactéries parasites transforment des plantes en zombie

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La manipulation comportementale de leur hôte par les parasites atteint parfois des degrés étonnants. Une bactérie vivant dans la sève parvient à rendre une plante en quelque sorte morte-vivante. Le végétal survit mais, rendu stérile, il ne se reproduit plus et fabrique des feuilles à la place des fleurs, tout cela pour attirer les insectes vecteurs qui permettront au micro-organisme de coloniser une autre victime.

Les phytoplasmes, des bactéries parasites, sont à l’origine du développement d’amas de feuilles en lieu et place des fleurs chez les plantes, comme ici sur cette solidage. Une seule molécule leur suffit pour aboutir à de tels résultats, et en plus attirer les insectes vecteurs. © SB_Johnny, Wikipédia, cc by sa 3.0

Des grillons qui se jettent à l'eau, des rats qui aiment les chats, des moustiques qui piquent préférentiellement les personnes porteuses du vecteur du paludisme... Les exemples de manipulation comportementale d'un parasite sur son hôte ne manquent pas dans le règne animal, et même l'Homme pourrait également en pâtir, puisque les personnes infestées par le protozoaire à l'origine de la toxoplasmose adopteraient plus souvent des comportements à risque.

Mais ce processus concerne aussi les plantes, victimes de changements qui facilitent la propagation du pathogène. Les phytoplasmes comptent parmi les parasites végétaux dotés de ce pouvoir. Ces bactéries infestent les cellules du phloème, le canal conducteur de la sève élaborée, riche en glucides. Elles en profitent pour pousser leur hôte à transformer ses fleurs en des amas de feuilles, stériles, à l'origine de la maladie du balai de sorcière. La plante est toujours vivante, continue à produire des substances nutritives, mais demeure incapable de se reproduire : elle devient morte-vivante, comme un zombie.

Étonnamment, une seule molécule suffit aux phytoplasmes pour prendre le contrôle de leur hôte, comme l'avait démontré une équipe menée par Saskia Hogenhout, du John Innes Centre, à Norwich (Royaume-Uni). Son nom : SAP54. La même équipe de chercheurs vient d'aller plus loin dans la compréhension des mécanismes impliqués, explicités dans la revue Plos Biology.

Les phytoplasmes profitent des cicadelles, des insectes suceurs de sève, pour se répandre de plante en plante. En contrôlant leur hôte végétal, ces bactéries manipulent également indirectement le comportement des insectes. © Jean-Jacques Milan, Wikipédia, cc by sa 3.0

Le mystère des balais de sorcière révélé

Les auteurs ont montré sur la plante Arabidopsis thaliana que SAP54 interagissait avec des protéines de la famille RAD23, dont le rôle consiste à envoyer des substrats vers le protéasome, centre de traitement des déchets de la cellule. Or, les molécules envoyées malencontreusement à la poubelle, appelées MTF, sont directement impliquées dans le développement des fleurs. Celles-ci ne peuvent donc pas bourgeonner.

Quel intérêt pour les phytoplasmes ? Une plante qui ne peut se reproduire et qui dispose de davantage de chlorophylle (ici, des feuilles ont remplacé les fleurs) propose plus de ressources, non pour les bactéries, mais pour les insectes qui se nourrissent de sève, comme les cicadelles. Or, ces animaux servent de vecteurs aux phytoplasmes, leur permettant d'atteindre ainsi une nouvelle plante à infester. Cette sève plus riche et plus abondante chez les plantes dotées de ces balais de sorcière foliacés constitue de fait un lieu de ponte privilégié par les cicadelles.

Plus surprenant en revanche : SAP54 seule attire aussi les insectes, même si la plante parasitée se porte bien. Autrement dit, une seule protéine bactérienne altère le comportement de la plante et des cicadelles. Un degré de manipulation comportemental extrêmement poussé donc, jamais rencontré jusque-là.