Parasites Banyuls, 23 Mai 2008.

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1 parasites Banyuls, 23 Mai 2008

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

3 " … [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…
1859 " … 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) 2006 " Parasitism is the most common animal lifestyle… " K. D. Lafferty, A. P Dobson & A. M. Kuris, PNAS

5 VARIATION + SÉLECTION CHANGEMENT
DES INFORMATIONS GÉNÉTIQUES + SÉLECTION DES PHÉNOTYPES LES INDIVIDUS SONT SÉLECTIONNÉS PAR UN TÉMOIN DE LEURS CAPACITÉS, TOUT COMME L'ÉLÈVE PAR SA COPIE D'EXAMEN CHANGEMENT DE FRÉQUENCE DES GÈNES DANS LES POPULATIONS

6 l'accès à la ressource hôte la résistance à l'agression par l'hôte
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 à ouvrir les filtres (en principe) Les hôtes tendent
Les parasites tendent à ouvrir les filtres (en principe) Les hôtes tendent à fermer les filtres (en principe) filtre de rencontre Sélection de gènes pour «rencontrer» Sélection de gènes pour «éviter» filtre de compatibilité Sélection de gènes pour «survivre» Sélection de gènes pour «tuer»

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

9 Les hôtes : poissons Centrarchidae
Lampsilis ovata © 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)
Pomatoschistus microps L'hôte définitif : Dicentrarchus labrax (bar, loup) Le parasite : Cainocreadium labracis [trématode] Le vecteur : Pomatoschistus microps [téléostéen] (hôte mollusque : Gibbula adansoni) 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 Larus dominicanus © 2000 Peter LaTourrette Limosa lapponica scolopacides.htm Haematopus ostralegus © Jiri Bohdal 16 +/-2,5 8 +/-1,2 Robert Poulin Macrophthalmus hirtipes Macrophthalmus hirtipes Les hôtes définitifs : Larus et autres oiseaux de rivage Le parasite : Profilicollis novaezelandensis [acanthocéphale] Le vecteur : Macrophthalmus hirtipes [crustacé] Aroha Miller

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

14 parasités sains parasités sains
nombre de poissons : en vert au début de l ’expérience en bleu à la fin de l ’expérience en rouge, poissons « manquants » parasités sains Ken Lafferty parasités sains Jenny Shaw 100 Schéma: C. Combes, « L’art d'être parasite », Flammarion, Paris The Art of Being a Parasite, Chicago U. P., Chicago

15 Notamment, ils exposent fréquemment leur ventre clair
En résumé: Les métacercaires d’Euhaplorchis californiensis envahissent (jusqu'à 3000 par hôte) la boîte crânienne du poisson marin Fundulus parvipennis. L’adulte 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.

16 "Reflectance profiles for the gasters of infected ants were similar in shape and intensity to those for mature Hyeronima fruits" 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:

17 Photos: W. G. Eberhard, 2001. Nature
La toile « normale » La toile « manipulée » L'hôte: Plesiometa argyra (arachnide Tetragnathidae) Le parasitoïde: Hymenoepimecis argyraphaga (hyménoptère Ichneumonidae)

18 1. La guêpe femelle pond ses œufs dans les araignées.
En résumé: 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 l’araignée. 3. La nuit qui précède l’entrée en métamorphose de la larve de guêpe, l’araignée, 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 l’araignée est de nature biochimique. W. G. Eberhard (Nature, 2001)

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

20 W W W femelle mâle femelle transmission transmission
W W W transmission 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 :

24 "faux" héron Les hôtes définitifs : oiseaux piscivores
Photos : I. Barber, P. Walker & P. A. Svensson, Behaviour H = heron model SC = settling chamber P = plastic plant Les hôtes définitifs : oiseaux piscivores Le parasite : Schistocephalus solidus [cestode] Le vecteur : Gasterosteus aculeatus (épinoche)

25 Les hôtes définitifs : Haematopus ostralegus, etc.
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 laboratoire terrain Les hôtes définitifs : divers oiseaux de rivage
Le parasite : Cryptocotyle lingua [trématode] Le vecteur : divers poissons (hôte mollusque : Littorina littorea) C. L. Wood et al PNAS

27 "ennemis" prédateurs "ennemis" parasites 20 10 1 2 3 4 5 6 20 10 1 2 3
2006 10 1 2 3 4 5 6 "ennemis" prédateurs 20 "ennemis" parasites 10 1 2 3 4 5 6

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

29 Schistosoma (trématode)

30 The Journal of Biological Chemistry, 2002 

31 En résumé: 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:

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.
En résumé : Stichotrema est un insecte strepsiptère, ses hôtes sont des insectes. La larve du strepsiptère traverse la cuticule de l’insecte et arrive au contact de l’épiderme. 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 l’accès des hémocytes de l’hôte. Kathirithamby et al., "Masquerading as self. Endoparasitic Strepsiptera (Insecta) enclose themselves in host-derived epidermal bag". Proc. Nat. Acad. USA.

34 a b proie prédateur b a parasite hôte

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… LE PASSAGE DE LA VIE LIBRE AU PARASITISME

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 LE PASSAGE DE LA VIE LIBRE AU PARASITISME
" 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 " 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

40 LE PASSAGE DE LA VIE LIBRE AU PARASITISME
" 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)

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

42 agression immunitaire agression immunitaire
LES COURSES AUX ARMEMENTS Schémas: C. Combes, Parasitism. The Ecology and Evolution of Intimate Interactions, Chicago U. P., Chicago agression immunitaire (rousserolle) évasion immunitaire agression immunitaire " Whenever man comes up with a better mousetrap, nature immediately comes up with a better mouse " James Carswell C'est la variabilité des populations qui permet qu'il n'y ait pas de gagnant. évasion immunitaire

43 DES INFORMATIONS GÉNÉTIQUES
VARIATION DES INFORMATIONS GÉNÉTIQUES + SÉLECTION DES PHÉNOTYPES VARIATION DES INFORMATIONS GÉNÉTIQUES + SÉLECTION DES PHÉNOTYPES CHANGEMENT DE FRÉQUENCE DES GÈNES LES INDIVIDUS SONT SÉLECTIONNÉS PAR UN TÉMOIN DE LEURS CAPACITÉS, TOUT COMME L'ÉLÈVE PAR SA COPIE D'EXAMEN CHANGEMENT DE FRÉQUENCE DES GÈNES

44 DES INFORMATIONS GÉNÉTIQUES DES INFORMATIONS GÉNÉTIQUES
VARIATION DES INFORMATIONS GÉNÉTIQUES + SÉLECTION DES PHÉNOTYPES VARIATION DES INFORMATIONS GÉNÉTIQUES + SÉLECTION DES PHÉNOTYPES P H LES INDIVIDUS SONT SÉLECTIONNÉS PAR UN TÉMOIN DE LEURS CAPACITÉS, TOUT COMME L'ÉLÈVE PAR SA COPIE D'EXAMEN CHANGEMENT DE FRÉQUENCE DES GÈNES CHANGEMENT DE FRÉQUENCE DES GÈNES

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

46 LES DIMINUTIONS DE COMPLEXITÉ

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

48 À propos des mycoses infectieuses, K. Nielsen et J
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 Darwin aurait enfin compris que les phénotypes étendus des parasites constituent l'une des plus solides preuves de… L'UNITÉ DE LA VIE

50 L'UNITÉ DE LA VIE "LUCA" (Last Universal Common Ancestor)
Jean-Baptiste Lamarck Étienne Geoffroy Saint-Hilaire L'unité de la vie est prouvée par le code génétique et l'universalité des processus métaboliques, mais aussi par le phénotype étendu. "LUCA" (Last Universal Common Ancestor)

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