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Parasites Banyuls, 23 Mai 2008. 1859 "L'origine des espèces" 1831-1836 Voyage du "Beagle" 1809-1882.

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1 parasites Banyuls, 23 Mai 2008

2 1859 "L'origine des espèces" Voyage du "Beagle"

3 adaptations " … [the book] is much more about the origin of adaptations than of species " J. A. Coyne & N. H. Barton, 1988, Nature

4 " … il y a des abeilles parasites… … les habitudes parasites… … quelques espèces de sphégides vivent de même en parasites… … Tachytes nigra devient parasite… " Darwin, L'Origine des Espèces (Éd. française, Flammarion 1992) " Parasitism is the most common animal lifestyle… " K. D. Lafferty, A. P Dobson & A. M. Kuris, PNAS

5 VARIATION DES INFORMATIONS GÉNÉTIQUES + SÉLECTION DES PHÉNOTYPES CHANGEMENT DE FRÉQUENCE DES GÈNES DANS LES POPULATIONS

6 Dans les conflits entre deux espèces, la sélection naturelle retient chez les organismes LIBRES : soit des adaptations à l'agression soit des adaptations à la défense Dans les conflits entre deux espèces, la sélection naturelle retient chez les organismes PARASITES : à la fois des adaptations à l'agression, assurant l'accès à la ressource hôte et des adaptations à la défense, assurant la résistance à l'agression par l'hôte

7 Sélection de gènes pour «éviter» Sélection de gènes pour «tuer» Sélection de gènes pour «survivre» Sélection de gènes pour «rencontrer» Les parasites tendent à ouvrir les filtres (en principe) Les hôtes tendent à fermer les filtres (en principe) filtre de rencontre filtre de compatibilité

8 …l'accès à la ressource hôte …la résistance à l'agression par l'hôte 1 2 LA SÉLECTION NATURELLE CHEZ LES PARASITES POUR …

9 Lampsilis ovata USGS FS © Olivier Bloch, ALP et USGS FS Les hôtes : poissons Centrarchidae Les parasites : Lampsilis et autres "moules d'eau douce"

10 L'hôte définitif : Dicentrarchus labrax (bar, loup) Le parasite : Cainocreadium labracis [trématode] Le vecteur : Pomatoschistus microps [téléostéen] (hôte mollusque : Gibbula adansoni) Dicentrarchus labrax Pomatoschistus microps Travaux pionniers de Claude Maillart à Montpellier dans les années 1970

11 L'hôte : Ulmus americana (orme) Le pathogène : Ophiostoma ulmi Le vecteur : Hylurgopinus rufipes (scolyte) Les signaux : 4 terpènes associés G. McLeod et al., Proc. Royal Society B

12 Limosa lapponica scolopacides.htm Haematopus ostralegus © Jiri Bohdal Larus dominicanus © 2000 Peter LaTourrette 16 +/-2,5 8 +/-1,2 Robert Poulin Aroha Miller Les hôtes définitifs : Larus et autres oiseaux de rivage Le parasite : Profilicollis novaezelandensis [acanthocéphale] Le vecteur : Macrophthalmus hirtipes [crustacé] Macrophthalmus hirtipes m Macrophthalmus hirtipes

13 Euhaplorchis californiensis Photo: Jenny Shaw Ken Lafferty Les hôtes définitifs : Larus, etc. Le parasite : Euhaplorchis californiensis [trématode] Le vecteur : Fundulus parvipennis [téléostéen] (hôte mollusque : Cerithidea californiensis)

14 nombre de poissons : en vert au début de l expérience en bleu à la fin de l expérience en rouge, poissons « manquants » Jenny Shaw Ken Lafferty parasités sains 0100 parasités sains Schéma: C. Combes, « Lart d'être parasite », Flammarion, Paris The Art of Being a Parasite, Chicago U. P., Chicago

15 Les métacercaires dEuhaplorchis californiensis envahissent (jusqu'à 3000 par hôte) la boîte crânienne du poisson marin Fundulus parvipennis. Ladulte du parasite se développe chez des oiseaux marins qui se contaminent en ingérant les poissons. Les poissons parasités ont un comportement très différent de celui des poissons sains : ils font des séjours fréquents près de la surface et ont des mouvements désordonnés. Notamment, ils exposent fréquemment leur ventre clair vers la surface. Les expériences en bassins extérieurs démontrent que les poissons parasités sont 30 fois plus nombreux à être capturés par les oiseaux que les poissons sains. En résumé:

16 L'hôte: Cephalotes atratus L'hôte ("paraténique") : oiseaux frugivores Le pathogène : Myrmeconema neotropicum Les signaux : couleur et démarche ralentie S. P. Yanoviak et al., The American Naturalist 171: "Reflectance profiles for the gasters of infected ants were similar in shape and intensity to those for mature Hyeronima fruits"

17 La toile « normale »La toile « manipulée » Photos: W. G. Eberhard, Nature L'hôte: Plesiometa argyra (arachnide Tetragnathidae) Le parasitoïde: Hymenoepimecis argyraphaga (hyménoptère Ichneumonidae)

18 Hymenoepimecis argyraphaga est une guêpe parasitoïde, Plesiometa argyra est son araignée hôte. 1. La guêpe femelle pond ses œufs dans les araignées. 2. La larve se développe dans le corps de laraignée. 3. La nuit qui précède lentrée en métamorphose de la larve de guêpe, laraignée, au lieu de tisser une toile « normale », tisse - juste avant de mourir - un cocon protecteur autour de la larve de guêpe… 4. Plusieurs observations suggèrent que le signal manipulateur du comportement de laraignée est de nature biochimique. W. G. Eberhard (Nature, 2001) En résumé:

19 Maculinea rebeli © David Nash: Ichneumon eumerus © Angela Schwarz Jeremy Thomas L'hôte : Myrmica schencki Le parasite : Maculinea rebeli

20 WWW femelle mâle transmission L'hôte : Armadillidium vulgare Le parasite : Wolbachia

21 " Les toxoplasmes transforment l'aversion innée des rats pour les chats en une attirance suicidaire " J. P. Webster, P. H. L. Lamberton, C. A. Donnelly & E. F. Torrey, Proc. Royal Society B

22 Le chat est l'hôte définitif, dans lequel a lieu la reproduction sexuée. Les hôtes intermédiaires (mammifères et oiseaux) sont infectés par les ookystes sporulés, émis avec les fèces du chat, lorsqu'ils ingèrent des aliments, de l'eau et du sol contaminés. Les ookystes sporulés, sont transmis aux humains par de la viande crue ou mal cuite, de l'eau ou du sol contaminés. Chez les femmes enceintes, ils peuvent contaminer le fœtus via le placenta.

23 "A highly significant correlation between chronic toxoplasmosis and two personality factors (Low Superego Strength * and Protension **) was found (p = and respectively" J. Flegr & J. Hrdy, Folia Parasitol. * = disregards rules (vs conscientious) ** = jealous, dogmatic (vs tolerant) Flegr J. et al., Increased risk of traffic accidents in subjects with latent toxoplasmosis : a retrospective case-control study. BMC Infectious Diseases 2. Flegr J. et al., Decreased level of psychobiological factor novelty seeking and lower intelligence in men latently infected with the protozoan parasite Toxoplasma gondii. Dopamine, a missing link between schizophrenia and toxoplasmosis? Biological Psychology 63 :

25 Robert Poulin Les hôtes définitifs : Haematopus ostralegus, etc. Le parasite : Curtuteria australis [trématode] Le vecteur : Austrovenus stutchburyi [bivalve] Schéma: C. Combes, Parasitism. The Ecology and Evolution of Intimate Interactions, Chicago U. P., Chicago

26 Les hôtes définitifs : divers oiseaux de rivage Le parasite : Cryptocotyle lingua [trématode] Le vecteur : divers poissons (hôte mollusque : Littorina littorea) laboratoireterrain C. L. Wood et al PNAS

27 "ennemis" prédateurs "ennemis" parasites

28 …l'accès à la ressource hôte …la résistance à l'agression par l'hôte 1 2 LA SÉLECTION NATURELLE CHEZ LES PARASITES POUR…

29 Schistosoma (trématode)

30 The Journal of Biological Chemistry, 2002

31 Aussitôt après avoir traversé la peau, les schistosomules sécrètent une molécule qui « ordonne » aux lymphocytes T de déclencher leur mort génétique programmée, c'est à dire de se suicider au lieu de combattre. Des processus de déméthylation des gènes déclenchant l'apoptose pourraient expliquer cette adaptation. James E. R. & Green D. R., Manipulation of apoptosis in the host-parasite interaction. Trends in Parasitology 20: En résumé:

32 L'hôte : Segestidea novaeguineae [Orthoptère] Le parasite : Stichotrema dallatorreanum [Strepsiptère] J. Kathirithamby, L. D. Ross & J. P. Jotnston 2003, PNAS

33 Stichotrema est un insecte strepsiptère, ses hôtes sont des insectes. La larve du strepsiptère traverse la cuticule de linsecte et arrive au contact de lépiderme. Celui-ci reçoit alors du parasite des signaux moléculaires qui provoquent une multiplication des cellules. Le résultat est un sac qui enveloppe entièrement le parasite et interdit laccès des hémocytes de lhôte. Kathirithamby et al., "Masquerading as self. Endoparasitic Strepsiptera (Insecta) enclose themselves in host-derived epidermal bag". Proc. Nat. Acad. USA. En résumé :

34 ab a b prédateur proie hôte parasite

35 LE PASSAGE DE LA VIE LIBRE AU PARASITISME Si les connaissances de l'époque l'avaient permis, Darwin se serait penché sur les pressions sélectives impliquées dans…

36 LE PASSAGE DE LA VIE LIBRE AU PARASITISME -390 ma -350 ma -425 ma

37 Tous les organismes "terrestres" ont des ancêtres "aquatiques"… Tous les organismes "parasites" ont des ancêtres "libres"…

38 LE PASSAGE DE LA VIE LIBRE AU PARASITISME Les passages de la vie libre au parasitisme se sont-ils faits: par adaptation graduelle ? "Une vision à 5% vaut mieux que pas de vision du tout…" par macromutation (s) ? par exaptation (s) ?

39 " The capacity of an individual consumer to opportunistically switch towards an abundant food source, for instance, a prey that suddenly becomes available in its environment, may offer such strong selective advantages that ecological innovations may appear and spread rapidly " Ana G. Popa-Lisseanu et al., 2007, Plos Biology " Je ne vois aucune difficulté à ce que la sélection naturelle puisse rendre permanente une habitude accidentelle si elle est avantageuse pour l'espèce… " Darwin, L'origine des espèces. Éd. française, Flammarion 1992, p. 272 LE PASSAGE DE LA VIE LIBRE AU PARASITISME

40 " La lecture et l'écriture sont apparues […] en tant que résultat fortuit d'une capacité mentale élargie, initialement survenue pour remplir d'autres fonctions " (S. J. Gould, 1997) " L'apprentissage de la lecture reconvertit ou recycle un réseau de neurones dont la fonction initiale est suffisamment proche. Le cerveau n'a ni la possibilité matérielle ni le besoin de créer de novo une aire cérébrale aux propriétés originales. " (S. Dehaene, 2003) LE PASSAGE DE LA VIE LIBRE AU PARASITISME

41 LES COURSES AUX ARMEMENTS Darwin aurait découvert des arguments pour la sélection naturelle dans…

42 LES COURSES AUX ARMEMENTS agression immunitaire évasion immunitaire " Whenever man comes up with a better mousetrap, nature immediately comes up with a better mouse " James Carswell (rousserolle) Schémas: C. Combes, Parasitism. The Ecology and Evolution of Intimate Interactions, Chicago U. P., Chicago

43 CHANGEMENT DE FRÉQUENCE DES GÈNES VARIATION DES INFORMATIONS GÉNÉTIQUES + SÉLECTION DES PHÉNOTYPES VARIATION DES INFORMATIONS GÉNÉTIQUES + SÉLECTION DES PHÉNOTYPES CHANGEMENT DE FRÉQUENCE DES GÈNES

44 H CHANGEMENT DE FRÉQUENCE DES GÈNES VARIATION DES INFORMATIONS GÉNÉTIQUES + SÉLECTION DES PHÉNOTYPES VARIATION DES INFORMATIONS GÉNÉTIQUES + SÉLECTION DES PHÉNOTYPES CHANGEMENT DE FRÉQUENCE DES GÈNES P

45 RÉDUCTIONS DE COMPLEXITÉ 150 ans avant Stephen Jay Gould, Darwin aurait compris l'immense intérêt des…

46 LES DIMINUTIONS DE COMPLEXITÉ c o m p l e x i t é

47 de la REPRODUCTION ASEXUÉE et de la REPRODUCTION SEXUÉE Darwin aurait vu que les parasites sont un modèle exceptionnel pour comparer les bénéfices…

48 À propos des mycoses infectieuses, K. Nielsen et J. Heitman notent que les champignons pathogènes de l'homme se reproduisent par voie asexuée mais possèdent toute la "machinerie" nécessaire à la reproduction sexuée. Ils concluent que la reproduction asexuée est avantageuse dans des conditions d'environnement prédictibles tandis que les champignons… "undergo genetic exchange via sexual reproduction in response to stressful conditions such as new environments, different host organisms, or changes in the human host such as antimicrobial therapy" K. Nielsen et J. Heitman, 2007, Advances in Genetics.

49 L'UNITÉ DE LA VIE Darwin aurait enfin compris que les phénotypes étendus des parasites constituent l'une des plus solides preuves de…

50 L'UNITÉ DE LA VIE "LUCA" (Last Universal Common Ancestor) Étienne Geoffroy Saint-HilaireJean-Baptiste Lamarck

51 perp.fr/pages/francais/perso/combes.htm


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