Qu’ont en commun les nouvelles mamans et les cafards ?

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Les chercheurs étudient la transformation physique spectaculaire que subissent certains insectes pour donner naissance à des petits.

Cela inclut la suppression de leur système immunitaire pour accueillir les bébés, ce que certains insectes et certaines personnes ont en commun. Comprendre le fonctionnement de ces systèmes peut aider à améliorer les traitements de la fibromyalgie et d’autres troubles immunitaires.

Des biologistes de l’Université de Cincinnati faisaient partie d’une équipe internationale examinant les changements structurels et physiologiques complexes qui se produisent chez les blattes imitant les coléoptères d’Hawaï, qui donnent naissance à des petits vivants.

« Ce n’est pas seulement une question d’immunologie », a déclaré Joshua Benoit, co-auteur et professeur à l’UC College of Arts and Sciences.

Les biologistes constatent des changements similaires dans la trachée de l’insecte, son système immunitaire et la couche externe de son exosquelette appelée cuticule, qui se transforme pour laisser de la place aux bébés.

L’étude a été publiée dans la revue iScience.

Les mères de blattes non seulement incubent leurs bébés jusqu’à ce qu’ils aient la taille équivalente à celle d’un tout-petit humain de 2 ans, mais elles leur donnent également un nutriment semblable au lait qu’elles produisent par les glandes sécrétoires.

La nature a conçu une myriade de stratégies de reproduction à travers le règne animal, a déclaré Bertrand Fouks, chercheur postdoctoral à l’Université de Münster et auteur principal de l’étude. Des oiseaux aux reptiles en passant par les poissons, de nombreux animaux pondent des œufs. Chez les mammifères, la ponte est limitée aux échidnés, parfois appelés fourmiliers épineux, et à l’ornithorynque.

« La blatte imitant le coléoptère est l’un des rares insectes à avoir développé une structure complexe pour héberger l’embryon en croissance, semblable au placenta des mammifères, ce qui en fait un modèle parfait pour étudier l’évolution des naissances vivantes », a déclaré Fouks.

Les blattes imitant les coléoptères présentent de grands avantages par rapport à celles qui naissent d’œufs, a déclaré Benoit. Les bébés plus petits qui naissent des œufs sont exposés aux éléments où ils sont vulnérables à beaucoup plus de parasites et de prédateurs et doivent immédiatement trouver de la nourriture par eux-mêmes.

« La classe des prédateurs se rétrécit vraiment lorsque vous donnez naissance à des petits vivants », a déclaré Benoit.

Mais les naissances vivantes nécessitent un engagement parental bien plus important.

« C’est un investissement assez important. Elles peuvent produire 10 juvéniles par cycle de reproduction contre 70 à 150 œufs pour les autres blattes », explique Benoit.  » Leur stratégie consiste donc à produire moins d’individus de qualité supérieure, plutôt que davantage d’individus avec moins d’investissement. « 

Les chercheurs ont séquencé le génome de la blatte imitant le dendroctone du Pacifique, la seule à donner naissance à des petits. Ils ont effectué une analyse comparative avec les mouches tsé-tsé et les pucerons, qui font de même, pour démêler la base génomique qui sous-tend cette transition de la ponte des œufs à la naissance des bébés.

Ils ont découvert que les changements biologiques qui permettent aux coléoptères imitant les blattes de donner naissance à des petits vivants sont similaires à ceux observés chez les pucerons et les mouches tsé-tsé, démontrant une évolution convergente, a déclaré Benoit.

Qu’il s’agisse d’une vache, d’un lézard ou d’un cafard, tous subissent un remodelage des organes urinaires et génitaux remarquablement similaire, un développement cardiaque amélioré et une immunité altérée pour s’adapter à la croissance de leurs bébés, selon l’étude.

Les chercheurs s’intéressent au lien entre notre système immunitaire et la grossesse. Les femmes sont moins sensibles aux maladies infectieuses mais sont beaucoup plus susceptibles que les hommes de souffrir de maladies auto-immunes telles que le lupus.

Benoit a déclaré que certains gènes liés au système immunitaire sont régulés négativement (le processus de réduction ou de suppression d’une réponse à un stimulus) pendant la grossesse. Cela peut expliquer pourquoi certaines femmes souffrant de maladies auto-immunes peuvent voir leurs symptômes disparaître pendant la grossesse.

Benoit a déclaré qu’ils constataient des effets similaires chez les cafards.

« Ces changements peuvent faciliter les changements structurels et physiologiques pour s’adapter au développement des jeunes et les protéger du système immunitaire de la mère », a-t-il déclaré.

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