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Pour digérer le café, un insecte a volé le gène d'une bactérie

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Il a fallu l'aide d'une bactérie pour que le scolyte du café, un insecte ravageur, soit adapté à son hôte. Grâce à un transfert horizontal, sorte de raccourci évolutif, un gène de la bactérie a été transmis au génome de l'insecte. Un phénomène rare chez les eucaryotes.

Les scolytes sont des insectes ravageurs appartenant à l'ordre des coléoptères, un groupe prolifique dont les membres se reconnaissent aux élytres, première paire d'ailes transformée en carapace. © Acuña et al. 2012, Pnas

Jamais le scolyte du café ne serait parvenu à conquérir son hôte seul. Ce scarabée est spécialisé dans les grains de café dont il parvient à en extraire le sucre. Il doit cette aptitude à un gène qui lui a été donné par une bactérie. On appelle cela un transfert horizontal et chez les eucaryotes, c'est plutôt rare.

Ce scolyte (Hypothenemus hampei) se nourrit exclusivement du polyoside galactomannane, une fibre végétale présente en grande quantité dans l'albumen (réserves nutritives) des graines de café. C'est d'ailleurs le ravageur le plus important concernant les plantations de café. Une niche écologique qu'il lui a été possible de conquérir grâce à la possession d'une enzyme, la mannanase, qui permet la lyse de cette fibre.

Les transposons : aide au transfert horizontal de gènes ?

Or aucun des ancêtres ou cousins de ce coléoptère ne possède le gène HhMAN1 qui code pour cette protéine. En revanche, les chercheurs de Cenicafé et de l'université Cornell ont retrouvé une séquence très similaire dans le génome d'une bactérie. Une seule solution : le gène est passé du génome de la bactérie à celui du scolyte lors d'un transfert horizontal. Ces conclusions sont exposées dans Pnas.

Le scolyte du café sur une graine. © USDA

Les chercheurs ignorent comment un tel transfert a pu se produire. Ils ont cependant remarqué que le gène en question est entouré, dans le génome de la bactérie, par deux transposons. Les transposons sont des séquences ADN capables de se déplacer au sein d'un génome. Les chercheurs supposent que le détachement synchronisé des deux transposons autour de HhMAN1 aurait pu provoquer le déplacement de ce gène, mais cela n'explique pas le passage d'un organisme à l'autre.

Le transfert horizontal accélère l'évolution

Les transferts horizontaux (ou latéraux), qui se différencient de la transmission de matériel génétique via la reproduction, sont un phénomène assez rare surtout chez les eucaryotes et à plus forte raison s'il n'est pas issu d'une relation hôte-parasite. Plusieurs cas ont néanmoins été recensés, comme celui d'un gène conférant la couleur d'un puceron, transmis par un champignon ou, plus récemment, le transfert d'un gène impliqué dans une forme spécialisée de photosynthèse, d'une plante à une autre.

Le transfert horizontal est un phénomène encore méconnu et peu compris. Pour chacun des cas observés, il confère à l'organisme acquéreur une fonction importante pour son développement ou son adaptation à une nouvelle niche écologique et apparaît ainsi comme un phénomène essentiel du processus d'évolution des être vivants.