• Tuesday June 18,2019

Les bactéries aident les plantes de pichet à piéger des proies

Anonim

Pitié de l'insecte qui tombe dans un piège de plante de pichet. Les murs glissants et la flaque d’eau en attente ne lui permettent pas de remonter. Il ne reste plus qu’à attendre d’être digéré.

La sarrasin californienne ( Darlingtonia californica ) est également appelée lys cobra pour sa forme recourbée qui cache sa sortie de ses victimes. Contrairement aux autres plantes à broc, elle ne remplit pas son piège par le haut avec de l’eau de pluie, mais par le bas, puisant l’eau avec ses racines. Mais comme d’autres, il semble utiliser des bactéries vivant dans ce puits pour aider à digérer ses proies.

Les bactéries jouent également un autre rôle: rendre le liquide encore plus difficile à évacuer par un insecte que l’eau ordinaire.

Il y a près d'un siècle, les scientifiques ont constaté pour la première fois que la tension superficielle de l'eau dans les pièges de certaines espèces de plantes de pichet était inhabituellement basse. Cela signifie qu'un insecte habitué à marcher en toute sécurité sur des flaques d'eau se retrouve soudainement en train de se noyer dans une cruche. Mais la raison de cette eau mortelle n’était pas claire. En 2007, Laurence Gaume et Yoel Forterre du CNRS, en France, ont étudié le liquide de la cruche Nepenthes rafflesiana et ont découvert qu’il possédait des propriétés dites viscoélastiques. Cela signifie «le pouvoir de coller des insectes», explique Gaume, et de former des filaments aqueux qui s'accrochent à un insecte en difficulté.

Inspiré par ces recherches, David Armitage, étudiant de troisième cycle à l’Université de Californie à Berkeley, s’est demandé si certaines des propriétés inhabituelles du liquide d’un pichet pourraient provenir de la bactérie qui y réside.

Il a recueilli l’eau de six puits de D. californica et a mesuré la tension superficielle du liquide. Elle était nettement inférieure à la tension superficielle de l’eau pure.

Ensuite, Armitage a filtré les bactéries à partir de ces fluides et les a utilisées pour créer des pièges artificiels pour plantes à broc en laboratoire. Il a commencé avec des tubes en verre et en ajoutant de l'eau stérile et de petites quantités de bactéries du pichet, ainsi que des grillons broyés pour nourrir les bactéries. Les fluides résultants présentaient une tension de surface similaire à celle des fluides naturels de plantes de pichet. Après avoir laissé les tubes seuls pendant un mois, Armitage y jeta des fourmis.

Dans la vidéo ci-dessus, le tube tout à fait à gauche contient de l'eau pure. Les autres tubes contiennent du fluide naturel ou artificiel.

Si vous n’avez pas le temps de regarder huit minutes d’arthropodes en difficulté installés dans la Sonate au clair de lune de Beethoven, voici un spoiler: aucun d’entre eux ne sort des liquides de la pichet. La fourmi dans l'eau claire reste au sommet du tube, tandis que le reste coule. (Armitage dit que malgré les apparences, toutes les fourmis de la vidéo étaient totalement correctes environ 20 minutes après les avoir tirées de leurs pièges.)

Pas de fourmis dans l'eau ordinaire est tombé sous la surface. Les fourmis dans les liquides du pichet ou les liquides du pichet artificiel ont principalement coulé. Mais comme Armitage fabriquait les fluides de pichet artificiels en utilisant des concentrations de bactéries de plus en plus petites, les fourmis devenaient plus susceptibles de s'échapper.

Gaume, qui n’a pas travaillé sur l’étude d’Armitage, affirme que cela prouve de manière convaincante que les bactéries de la plante du pichet aident à empêcher les proies de s’échapper. Elle note que le fluide de D. californica n’a pas toutes les propriétés collantes du fluide de N. rafflesiana qu’elle a étudié; différentes espèces de plantes de pichet peuvent utiliser différentes techniques pour garder leurs victimes. Et, ajoute Gaume, il est encore possible que la plante produise elle-même un liquide à faible tension superficielle.

Il y a environ 200 à 500 espèces de bactéries présentes dans le liquide de la plante du pichet, dit Armitage, qui est maintenant à l’Université de Notre Dame. «Quelques espèces communes semblent appartenir à des groupes connus pour produire des composés qui affectent la tension de surface de leur milieu», dit-il, mais il faudra davantage de recherches pour déterminer exactement quelle bactérie rend l'eau si dangereuse.

«Alternativement, ajoute Armitage, la faible tension superficielle pourrait être simplement un effet secondaire de la digestion des bactéries par les bactéries dans les pièges, « alors que les huiles grasses des cadavres d'insectes sont libérées dans la colonne d'eau ».

Dans les deux cas, le partenariat entre les plantes de pichet et leurs bactéries résidentes semble être profond. Les plantes carnivores ne fonctionnent pas nécessairement seules et le cobra lily dépend de partenaires microscopiques pour sa piqûre mortelle.


Image: de NoahElhardt (via Wikimedia Commons)

Armitage DW (2016). Les bactéries facilitent la rétention des proies par la plante du pichet Darlingtonia californica. Lettres de biologie, 12 (11) PMID: 27881762


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