Des biologistes découvrent de nouvelles espèces d’insectes
Des biologistes découvrent de nouvelles espèces d’insectes. Son nom semble légendaire, mais l’insecte nouvellement découvert Neuroterus (noo-ROH’-teh-rus) Valhalla ne regarde pas ou n’agit pas le rôle. Il mesure à peine un millimètre de long et passe 11 mois de l’année caché dans une crypte.
N. Valhalla à la différence significative d’être la première espèce d’insecte à être caractérisée avec son génome complètement séquencé. Les scientifiques de l’Université Rice qui l’ont trouvé se préparent à voir à quel point les minuscules guêpes non piquantes pourraient être affectées par le gel historique de février 2021 à Houston.
Environnement à l’Université Rice
Un article publié ce mois-ci dans Systematic Entomology décrit le N. Valhalla. Son nom est un hommage à l’endroit où il a été trouvé : juste à l’extérieur du bar étudiant de l’université Rice Valhalla.
« Cela aurait certainement été une occasion manquée de ne pas lui être nommé lié au riz ou au Valhalla », a déclaré l’étudiant diplômé Pedro Brandão-Dias, auteur principal de l’article. Brandão a d’abord recueilli N. Valhalla dans les branches d’un grand chêne vivant près du bar du campus au printemps 2018.
Brandão, un Brésilien, n’avait jamais vu de chêne avant de visiter Rice en 2015 pour une bourse de recherche de premier cycle dans le laboratoire du biologiste évolutionniste Scott Egan, auteur correspondant de l’étude de recherche. Brandão est revenu dans l’équipe d’Egan en 2018 pour ses études supérieures.
Bien que les principales recherches de Brandão se concentrent sur l’utilisation de l’ADN environnemental pour détecter les créatures en voie de disparition ou intrusives, tout le monde dans le laboratoire se joint à l’étude des insectes des membres de la famille Cynipidae chaque printemps. Appelées guêpes biliaires, elles sont les préférées de l’équipe d’Egan, car elles peuvent se retrouver sur les chênes vivants couvrant l’université de 300 acres de Rice. Lors de huit années d’Egan chez Rice, son laboratoire a trouvé au moins autant de nouvelles espèces de guêpes biliaires ou de prédateurs qui les attaquent.
« Chez Rice, nous modifions l’accent sur l’apprentissage par la pratique », a déclaré Egan. « Dans mon laboratoire, les étudiants de premier cycle et des cycles supérieurs coopèrent au processus d’apprentissage par l’expérience en étudiant des écosystèmes biologiquement découverts sur les chênes vivants devant notre porte d’entrée. Avec un peu de patience et une loupe, les découvertes ne s’arrêtent jamais.
Espèces de guêpes biliaires
N. Valhalla et d’autres guêpes biliaires trompent leur arbre hôte en nourrissant et en protégeant leurs petits. Les guêpes pondent un mélange biochimique avec leurs œufs. Les produits chimiques incitent l’arbre à développer une crypte, ou galle, autour de l’œuf. La galle abrite également l’œuf et nourrit les larves qui en sortent.
Il existe environ 1 000 espèces diffusées de guêpes à galles. Certaines émergent de galles sphériques brunâtres qui se forment au bas des feuilles de chêne. D’autres forment des galles à l’intérieur des branches et les autres sur les fleurs de l’arbre, où Brandão a initialement collecté N. Valhalla.
« Une fois qu’ils émergent, ils ne vivent que trois ou quatre jours », a déclaré Brandão à propos des minuscules insectes. « Ils ne consomment pas. Leur seul mais est de s’accoupler et de pondre des œufs.
Il a fallu près de quatre ans pour identifier la nouvelle espèce, car N. Valhalla (comme beaucoup d’autres galles) pond deux fois par an. Découvrir où N. Valhalla a pondu ses œufs dans sa génération alternée à pris un peu de temps.
Premiers constats
Brandão et ses compagnons de laboratoire ont observé pour la première fois N. Valhalla sur l’immense arbre à l’extérieur de Valhalla alors qu’ils cueillaient des fleurs de chêne vivantes, ou chatons, fin février et début mars 2018. Ils essayaient de trouver une autre espèce de galer reconnue pour créer des galles. Sur les fleurs. Lorsque les tests ADN ont montré deux types, les scientifiques ont examiné de près leurs prises et ont même remarqué quelques insectes de plus petite taille avec des pattes plus claires.
« Ils pondent leurs œufs dans les chatons en développement », a déclaré Brandão à propos de N. Valhalla. “Ils se développent dans les galles sur les fleurs, et après cela, ils apparaissent. Celle-ci a lieu en mars. Cependant, les fleurs sont une chose unique chaque année et au moment où elles font surface, il n’y a plus Ils doivent pondre des œufs sur différents tissus.
Egan a déclaré que les générations alternées de galers ont généralement été confondues avec de nouvelles espèces dans le passé. Des tests génomiques combinés à une surveillance approfondie dans la nature ont été cruciaux pour établir N. Valhalla en tant qu’espèce distincte. Apprendre où les insectes sont allés dans leur génération alternative a demandé autant de la chance que des efforts.
Surveillance du comportement de N. Valhalla
Kelly Weinersmith, professeur adjoint de biosciences et collaborateurs à l’Université de l’Iowa, a eu le coup de chance en 2019. Weinersmith a échantillonné des galles d’une espèce de chêne vivant de Floride qui différait des riziers où N. Valhalla a été trouvé. Weinersmith a envoyé des échantillons du voyage en Floride aux collaborateurs de l’Iowa, Andrew Forbes et Anna Ward, qui ont observé que deux types distincts de guêpes provenaient de gonflements cryptiques des galles au niveau des articulations des branches. Des tests ADN ont révélé que les guêpes inconnues étaient la génération manquante de N. Valhalla.
« Pour vérifier où ils allaient après avoir quitté les fleurs, j’ai fait une expérience où nous avons fourni aux guêpes plusieurs tissus différents de l’arbre et les ont observés », a déclaré Brandão. Le plan était d’observer N. Valhalla qui venait d’émerger des cryptes de chatons à Rice et de les trouver en train de pondre leurs œufs dans une autre zone de la plante.
Avec les réglementations COVID-19 limitant le nombre de personnes séjournant dans les laboratoires du campus au début de 2020, une grande partie du travail est revenue à Camila Vinson, étudiante de premier cycle de Rice. Elle vivait sur le campus du Brown College.
« Nous sortions ensemble et rassemblions les galles et les tissus des chatons pour les tests comportementaux dans les boîtes de Pétri, mais elle devait se rendre quotidiennement au laboratoire pour voir si des insectes étaient apparus », a déclaré Brandão. Vinson a autant catalogué que collecté des échantillons de guêpes sortis des chatons et « a fait l’expérience d’observation où nous mettions les insectes dans une boîte de Pétri avec plusieurs tissus, puis observations pour distinguer où ils allaient », a déclaré Brandão.
« Comme c’était pendant la COVID, j’en ai ramené certains à la maison et je les ai placés dans le microscope et j’ai (photographe) avec mon téléphone », a-t-il déclaré.
L’équipe a confirmé les découvertes de la boîte de Pétri en inspectant les arbres où ils avaient précédemment collecté N. Valhalla. Ils ont découvert autant des trous d’émergence d’anciennes cryptes que plus d’une douzaine de galles contenant des larves de N. Valhalla.
Comment la nouvelle espèce se propage-t-elle ?
Selon Brandão, la génération N. Valhalla éclot dans des chatons de chêne vivants, passe des œufs aux adultes complètement formés en 2-3 semaines. Le cycle dure 11 mois pour la génération qui incite à l’intérieur des branches.
« S’ils apparaissent au mauvais moment et qu’il n’y a pas de fleurs, ils ne peuvent pas pondre et ils meurent », a déclaré Brandão. “Ils doivent sortir au moment exact de la floraison de l’arbre.”
Les arbres fleurissent à des moments différents d’une année à l’autre, et l’on ne sait pas comment les guêpes coordonnent leur apparence avec la floraison. Vinson a été le premier à s’inquiéter de la façon dont N. Valhalla pourrait être affecté par la tempête hivernale de février 2021, qui a entraîné des températures froides record et entraîné la floraison des chênes vivants à travers Houston.
« Le jour où le gel s’est produit, j’ai demandé à Pedro : “Est-ce que cela va gâcher leur émergence ou même leur capacité à se reproduire ?”, se souvient-elle. Brandão a posé la question à un groupe international de scientifiques sur les guêpes biliaires. Tous ont convenu qu’il méritait d’être suivi. Alors Vinson a décidé de s’y attaquer pour sa thèse de fin d’études. Elle a dit que cela faisait partie d’une question plus large sur l’impact du changement climatique sur les insectes spécialisés comme les guêpes biliaires.
« Nos guêpes biliaires résident sur des chênes vivants du sud des États-Unis jusqu’au Mexique », a expliqué Vinson. « Ces environnements ne sont pas habitués aux types de températures que nous avons eues en février dernier. De plus, ces types de gel sont susceptibles de se reproduire de plus en plus fréquents avec le changement climatique.
« La question importante est : « Ces populations vont-elles être en danger ou peuvent-elles s’adapter rapidement ? Ont-ils des stratégies qui s’adaptent bien au changement climatique ? », a-t-elle déclaré.
Lire l’article original sur PHYS.
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