Nous observons actuellement, souvent avec horreur, ce qui se passe lorsqu’un virus et ses hôtes s’engagent dans une course aux armements évolutive. Les mesures visant à limiter l’infectiosité et à renforcer l’immunité consistent à sélectionner des souches virales qui se propagent plus facilement et évitent au moins une partie de la réponse immunitaire. Tout cela s’explique facilement par la théorie de l’évolution et a été modélisé mathématiquement.

Mais toutes les interactions évolutives ne sont pas aussi nettes et binaires. L’édition de jeudi de Science comprenait une description d’un combat à trois entre les papillons, les guêpes qui les parasitent et les virus qui peuvent infecter les deux espèces. Appeler les interactions qui ont suivi « compliquées » est un euphémisme significatif.

Rencontrez les combattants

L’un des groupes impliqués est les lépidoptères, les papillons et les mites. Ils sont apparemment les victimes de cette histoire car, comme toute autre espèce, ils peuvent être infectés par des virus. Bon nombre de ces infections virales peuvent être mortelles, bien que certaines tuent l’animal rapidement et que d’autres prennent leur temps. Comme ils frappent souvent pendant les stades larvaires/chenilles, les virus ont besoin d’autres hôtes pour transférer les virus à d’autres victimes.

Certaines des espèces qui effectuent ce service de transport sont des guêpes parasites, qui ont leurs propres dessins sur les papillons. Les guêpes pondent des œufs sur les chenilles, et les larves qui émergent commencent simplement à manger la chenille alors qu’elle est encore en vie.

Cette situation met en place des compétitions compliquées. Par exemple, certains virus peuvent dépendre de la guêpe pour se propager à de nouveaux hôtes mais, une fois là-bas, ils entrent en compétition avec les guêpes pour les cellules de la malheureuse chenille. Cependant, les chenilles ne sont pas entièrement sans défense et certaines sont capables de créer une réponse immunitaire au virus. Certaines souches semblent également capables de résister à l’invasion des larves de guêpes. Cependant, les virus codent souvent pour des protéines qui atténuent la réponse immunitaire à leur profit, ce qui profiterait également à leur compétition pour les cellules.

ADN du champ de bataille

Les travaux récemment publiés ont commencé par l’observation qu’une espèce de guêpe pouvait parasiter un lépidoptère spécifique, mais cette action était bloquée si les chenilles étaient également infectées par un virus particulier. Ce virus pénètre dans les chenilles lorsqu’elles mangent des feuilles, il ne dépend donc pas des guêpes pour la transmission. Bloquer l’activité des guêpes ne coûte rien au virus et économise une plus grande partie de la victime pour elle-même.

Cependant, le virus a tué les hôtes et n’a pas pu bloquer toutes les guêpes parasites.

Les chercheurs ont découvert que les larves de guêpes sensibles avaient été tuées. Ou plutôt, quelque chose de la chenille a incité les cellules des larves de guêpe à commettre une forme ordonnée de suicide, appelée apoptose. En tout cas, l’équipe de recherche a pu montrer que la mise à mort a été faite par un facteur qui a été dissous dans les fluides internes de la chenille.

Ce facteur s’est finalement avéré être une protéine appelée « facteur de destruction des parasitoïdes » ou PKF. Les chercheurs ont obtenu une partie de la séquence d’acides aminés de la protéine, ce qui leur a permis d’identifier le gène qui la codait dans le génome du virus.

Une analyse des génomes viraux a révélé que plusieurs qui infectent les papillons portent des gènes similaires, quelques virus portant plus d’un gène. Mais les gènes PKF n’étaient pas limités aux virus. Au lieu de cela, de nombreuses espèces de lépidoptères les portaient également, certaines espèces portant plusieurs versions. Les caractéristiques de ces gènes suggéraient qu’ils avaient été récupérés des virus par un transfert accidentel de l’ADN. (Il est également possible que certains virus aient récupéré les gènes de leurs hôtes.)

Une compétition à plusieurs

Sans surprise, les tests ont révélé que les guêpes ciblées avaient un spectre de réponses compliqué. Pour certaines combinaisons PKF/espèces de guêpes, les larves sont mortes. Dans d’autres, le développement a ralenti ou s’est arrêté. Dans d’autres combinaisons encore, la PKF n’a pas affecté la survie des larves.

Dans au moins un cas, une guêpe était porteuse d’un virus qui n’infecte pas les chenilles en mangeant. Au lieu de cela, elle semble compter sur la guêpe pour le transférer. Bien entendu, la guêpe est immunisée contre son PKF. Mais ce PKF interfère avec le développement d’espèces de guêpes qui pourraient rivaliser pour les chenilles. Dans le même temps, le virus entre en compétition pour la chenille avec la guêpe qui la porte. Et les espèces de lépidoptères apparentées portent sans aucun doute des PKF qui empêchent la guêpe de les parasiter avec succès.

Rien de tout cela n’est statique. Alors que les chercheurs décrivent une image compliquée à un moment donné, les changements dans la gamme d’hôtes, le transfert de gènes et la diversification de la famille de gènes PKF se poursuivront tous à l’avenir. Si quelqu’un vérifie des choses dans un demi-million d’années, la situation peut être encore plus complexe qu’elle ne l’est maintenant.

Science, 2021. DOI : 10.1126/science.abb6396 (À propos des DOI).