La sérotonine fait que les criquets forment des essaims

Des chercheurs ont pu établir un lien entre la transformation radicale des locustes, insectes du désert solitaires et inoffensifs capables de donner de vastes masses grégaires, et la présence dans leur cerveau d’une substance courante, la sérotonine. Cette découverte met au jour un mécanisme chez les locustes qui les fait basculer d’un comportement d’aversion en un d’attraction et elle pourrait suggérer de nouveaux moyens de contrôler ces nuisibles.

L’étude sera publiée dans la revue Science du vendredi 30 janvier1. Science est la revue de l’AAAS, la société scientifique à but non lucratif.

La formation d’essaims par les criquets est une source de sérieux problèmes pour tous les agriculteurs dont les terres se trouvent placées sur leur passage. Les criquets, qui peuvent se regrouper par milliards, dévastent alors souvent les cultures.

Stephen Rogers, des universités de Cambridge et d’Oxford au Royaume-Uni et l’un des auteurs de l’article dans Science, a précisé dans un entretien téléphonique que les locustes du désert sur lesquels ils travaillaient étaient « probablement de la pire sorte. Environ vingt pour cent du monde sont affectés par cette espèce en particulier. »

Un autre auteur de l’article, Malcolm Burrows de l’Université de Cambridge, ajoute que « c’est un problème actuel. Ces dernières années, il y a eu des essaims très destructeurs de criquets en Chine, en Afrique et en Australie. »

Même si des chercheurs avaient déjà réussi à identifier les stimuli sensoriels à l’origine du comportement grégaire des criquets, ce nouveau résultat révèle un mécanisme neurochimique qui fait le lien entre les interactions entre individus et des changements de structure à grande échelle de leurs populations ainsi que le début de leur migration en masse.

Même si cette découverte n’offre pas une solution immédiate pour maîtriser ce fléau, Paul Anthony Stevenson écrit dans un article Perspective associé que ces nouvelles recherches « recèlent un énorme potentiel » pour affronter ces insectes nuisibles si les scientifiques trouvent le moyen de faire revenir chimiquement les criquets des essaims à leur état solitaire de locustes.

Michael Anstey de l’Université d’Oxford et ses collègues parmi lesquels Stephen Rogers et Malcolm Burrows ont mesuré les taux de sérotonine dans les locustes du désert lorsqu’ils déclenchaient des comportements collectifs chez ces insectes. Leurs résultats montrent que les locustes les plus enclins à former des essaims avaient environ trois fois plus de sérotonine dans leur cerveau que leur forme solitaire. Cela permet d’envisager l’identification des neurones précis qui interviennent dans leur comportement grégaire.

transition chez les locustes

Ce type de transition chez les locustes représente un exemple extrême de plasticité phénotypique où de multiples traits bien visibles peuvent se trouver exprimés à partir d’une seule caractéristique génétique. Cette adaptabilité des locustes du désert est importante du point de vue évolutif et pourrait aider les insectes à se préparer à une compétition accrue pour les ressources ou être un signal nécessaire pour leur migration.

Une nourriture moins abondante semble être un de ces signaux. Stephen Rogers précise que « lorsque leur milieu désertique s’assèche, les locustes cherchent de quoi manger, ce qui finit par les rapprocher. Ils sont en quête de n’importe quelle nourriture, et lorsqu’ils n’y arrivent plus la formation d’un essaim devient inévitable. »

Le comportement grégaire des locustes du désert peut être provoqué physiquement soit par la stimulation de leurs pattes arrières lorsqu’ils s’entassent soit par l’action combinée de la vue et de l’odeur d’autres locustes. Après assez de « bains de foule », ils cessent de s’éviter et commencent à se rassembler en essaims.

Lorsque Michael Anstey et les autres chercheurs ont trouvé des taux élevés en sérotonine chez les locustes du désert qui se rassemblaient, ils ont ensuite vérifié que ces types de stimulation sensorielle pouvaient induire l’entrée de sérotonine dans les cellules. Ils ont aussi démontré que des agents inhibant la sérotonine pouvaient permettre aux locustes de rester calmes et solitaires malgré la stimulation physique causée par le regroupement. L’injection d’agents favorisant la présence de sérotonine pouvait au contraire induire le comportement en essaim sans que les insectes aient reçu de stimulation physique.

La sérotonine se retrouve dans tous les organismes multicellulaires de la planète et ses récepteurs sont souvent au centre de l’action des antidépresseurs qui augmentent sa disponibilité. Swidbert Ott, un autre auteur de l’article de l’Université de Cambridge, dit que « nombre d’antagonistes chimiques que nous avons employés au cours de cette étude pour inhiber la sérotonine ont été testés ou utilisés à un moment ou à un autre en clinique, pour traiter la dépression par exemple. »

« C’est vraiment intéressant » commente Malcolm Burrows. « Nous avons des locustes seuls et solitaires. Mais donnez-leur juste un peu de sérotonine et les voila partis pour faire équipe ! »

un peu de sérotonine et les voila partis pour faire équipe

Les locustes en chiffres:

– Les locustes sont des acridiens qui peuvent se regrouper en essaim. Des 8 000 espèces d’acridiens connues dans le monde, une douzaine seulement peuvent former des essaims.

– Un locuste du désert adulte mesure entre 5 et 5 cm et pèse entre 1,5 et 2 g.

Un locuste consomme chaque jour à peu près son poids en nourriture.

– Leur capacité de vol est prodigieuses et leur permet de couvrir près de 100 km en 5-8 heures.

– Les deux formes du locuste diffèrent tellement par leur apparence et leur comportement que jusqu’en 1921 on pensait qu’il s’agissait de deux espèces différentes.

Notes et références

  1. Serotonin Mediates Behavioral Gregarization Underlying Swarm Formation in Desert Locusts par M.L. Anstey, S.M. Rogers, S.J. Simpson de l’Université d’Oxford à Oxford, Royaume-Uni ; S.M. Rogers, S.R. Ott, M. Burrows de l’Université de Cambridge à Cambridge, Royaume-Uni ; S.J. Simpson de l’Université de Sydney à Sydney, NSW, Australie. []

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