Les larves de coléoptères pensent avec le cerveau “ en construction ” –

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  • Dans le cerveau humain, des centaines de milliards de cellules nerveuses sont interconnectées de la manière la plus compliquée, et ce n’est que lorsque ces interconnexions sont correctement établies que le cerveau peut fonctionner correctement. Ce n’est pas différent pour les insectes, même si leur cerveau ne comprend «que» cent mille à un million de cellules nerveuses. Néanmoins, des comportements fascinants et étonnamment compliqués peuvent être observés chez les insectes, par exemple lors de l’élevage de progéniture dans la ruche ou lorsque les moustiques recherchent du sang. Dans une large mesure, le cerveau se développe dans l’embryon, mais chez de nombreux animaux, il n’est achevé qu’après la naissance. Aujourd’hui, des biologistes de l’Université de Göttingen ont découvert que les larves de coléoptères commencent à utiliser leur cerveau, bien que toujours «en construction». Les résultats ont été publiés dans la revue PLOS Biologie.

    Les biologistes ont comparé le développement du cerveau des mouches et des coléoptères, en se concentrant sur le «complexe central» – une structure dans le cerveau dont les insectes ont besoin pour s’orienter dans l’environnement. À l’aide de méthodes de génie génétique et de modification du génome, ils ont d’abord marqué le même petit groupe de cellules nerveuses chez la mouche des fruits et le coléoptère rouge de la farine. Cela leur a permis de suivre au microscope le développement de ces cellules de l’embryon à l’animal adulte et de comparer le développement entre les espèces animales. Avant même ces investigations, on savait qu’une partie du complexe central est déjà formée chez les larves de coléoptères, alors que chez les mouches il ne se développe que chez l’animal adulte. On pensait que le développement complet de cette partie était nécessaire pour permettre à la larve de coléoptère de marcher; les asticots de la mouche n’ont pas besoin de cette partie car ils n’ont pas de pattes.

    À leur grande surprise, cependant, les scientifiques ont découvert que cette partie du cerveau commence à travailler dans la larve du coléoptère, même si elle n’a pas encore atteint un état similaire à celui de l’animal adulte. Au contraire – la structure correspond à un stade de développement embryonnaire connu d’autres insectes. La différence est que chez la larve de coléoptère, les cellules nerveuses de ce cerveau «en construction» forment déjà des connexions, ce qui aide probablement la larve à s’orienter dans son environnement. «Je m’attendais à trouver une version miniature du complexe central pour adultes – mais pas que leur« chantier »aurait commencé à fonctionner», déclare Max Farnworth, premier auteur et étudiant au doctorat en génétique du développement évolutif à l’Université de Göttingen. sa surprise.

    La deuxième grande surprise était que la séquence des étapes de développement du cerveau avait changé chez le scarabée. Auparavant, on pensait que les étapes de développement se déroulaient toujours dans le même ordre – bien que le moment où l’étape se produise puisse changer. Ceci est connu sous le nom d ‘«hétérochronie» en biologie évolutive. Cependant, chez l’embryon du coléoptère, certaines étapes du développement ont changé leur position pour se produire plus tôt dans la série que chez la mouche. Cela a été observé, par exemple, en ce qui concerne la formation de croisements de cellules nerveuses et la formation de synapses, tandis que d’autres étapes ont eu lieu plus tard, tout comme chez la mouche.

    «Nous avons découvert le premier exemple d’un changement dans l’ordre du développement dans le cerveau, connu sous le nom d ‘« hétérochronie séquentielle »», explique l’auteur principal, le professeur Gregor Bucher, responsable de la génétique évolutive du développement. “Le développement des cerveaux d’insectes est probablement beaucoup plus variable que nous n’aurions pu l’imaginer. Cela pourrait expliquer comment ils ont pu adapter leur cerveau de tant de manières différentes aux exigences de l’environnement.”

    Source de l’histoire:

    Matériaux fourni par Université de Göttingen. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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