Les vers capillaires se trouvent partout dans le monde, et ils ressemblent à de minces brins de spaghetti, longs de quelques centimètres. Leurs corps simples font allusion à leur mode de vie parasitaire – ils n’ont pas de système excréteur, respiratoire ou circulatoire, et ils passent presque toute leur vie à l’intérieur du corps d’autres animaux. « L’une des choses les plus cool, peut-être la chose pour laquelle ils sont les plus connus, est qu’ils peuvent affecter le comportement de leurs hôtes et leur faire faire des choses qu’ils ne feraient pas autrement », explique Tauana Cunha, chercheuse postdoctorale à l’Université de Chicago. Field Museum et auteur principal de l’étude réalisée en collaboration avec l’Université de Harvard et l’Université de Copenhague.

Il existe quelques centaines d’espèces de vers capillaires d’eau douce. Leurs œufs éclosent dans l’eau et les larves de vers capillaires sont mangées par de minuscules prédateurs aquatiques comme les larves d’éphémères, qui à leur tour sont mangées par de plus gros prédateurs terrestres comme les grillons. Après avoir atteint l’âge adulte à l’intérieur du corps de leurs nouveaux hôtes, les vers à cheveux manipulent le comportement des hôtes, les faisant sauter dans l’eau. Là, les vers nagent hors des fesses de leurs hôtes et recherchent des partenaires, se nouant ensemble, pour recommencer le cycle. (Il existe également cinq espèces de vers capillaires qui vivent dans les environnements marins et parasitent les créatures aquatiques comme les homards, mais il n’est pas clair si ceux-ci ont également des capacités de manipulation de l’hôte – il n’y a aucune pression pour que les vers retournent à l’eau, puisque les hôtes y habitent déjà.)

Aussi étrange que soit le comportement des vers capillaires, l’intérêt de recherche de Cunha pour les animaux a plus à voir avec leur ADN. « Nous avons entrepris de séquencer leurs génomes, car rien de tel n’a jamais été séquencé auparavant à ce niveau », dit-elle à propos de l’étude menée avec ses co-auteurs Bruno de Medeiros, Arianna Lord, Martin Sørensen et Gonzalo Giribet. « L’objectif était de produire ces génomes et éventuellement de les utiliser pour comprendre les relations évolutives entre les vers à cheveux et d’autres types d’animaux. »

Elle et ses collègues ont prélevé des échantillons d’ADN de deux espèces de vers capillaires – une d’eau douce et une d’eau salée – et les ont séquencés. Mais lorsqu’ils ont comparé les codes génétiques des vers capillaires à ceux d’autres animaux, ils ont trouvé quelque chose de frappant.

« Ce que nous avons découvert, ce qui était très surprenant, c’est qu’il manquait aux deux génomes des vers capillaires environ 30 % d’un ensemble de gènes qui devraient être présents dans pratiquement tous les groupes d’animaux », explique Cunha.

De tels résultats amènent souvent les scientifiques à se demander s’ils ont fait une erreur. Mais il y avait un lien entre les gènes manquants dans les deux espèces de vers. « La grande majorité des gènes manquants étaient exactement les mêmes entre les deux espèces. C’était juste invraisemblable par hasard », explique Cunha.

En examinant les fonctions dont ces gènes manquants sont responsables dans d’autres groupes d’animaux, Cunha et ses collègues ont montré qu’ils donnent les instructions pour produire des cils. « Les cils sont des organites, de petites structures au niveau cellulaire, qui sont essentiellement présentes chez tous les animaux et encore plus largement, chez les protistes et certaines plantes et champignons. Ils sont donc présents dans une grande diversité de vie sur Terre », explique Cunha. Ils sont présents dans de nombreuses cellules du corps humain : par exemple, les queues des spermatozoïdes sont des cils, et les cellules de la rétine de nos yeux ont aussi des cils.

Auparavant, les scientifiques avaient découvert que les vers capillaires semblaient manquer de cils là où ils se trouvaient normalement. Les spermatozoïdes Hairworm, par exemple, n’ont pas de queue. Mais alors que personne n’avait jamais vu une cellule ciliée d’un ver capillaire, cela n’était pas considéré comme une preuve définitive qu’ils n’en avaient pas. Il est difficile de prouver quelque chose avec des preuves négatives. « Sans les génomes, cela nécessiterait d’examiner toutes les cellules à tous les stades de la vie de toutes les espèces », explique Bruno de Medeiros, conservateur des insectes pollinisateurs au Field Museum et co-auteur de l’article.

« Sur la base d’observations précédentes, il ne semblait pas que les vers à cheveux aient des cils, mais nous n’en savions pas vraiment avec certitude », explique Cunha. « Maintenant, avec les génomes, nous avons vu qu’ils n’avaient en fait pas les gènes qui produisent des cils chez d’autres animaux – ils n’ont pas la machinerie pour fabriquer des cils en premier lieu. »

De plus, le fait que les espèces de vers capillaires d’eau douce et marins aient perdu les gènes des cils indique que ce changement évolutif s’est produit dans un passé lointain pour l’ancêtre commun des deux espèces. « Il est probable que la perte se soit produite au début de l’évolution du groupe, et ils ont continué comme ça », explique Cunha.

La découverte ouvre la porte à plusieurs nouvelles questions. On ne sait pas comment le manque de cils a affecté les vers à cheveux, ou si le comportement parasitaire des vers à cheveux pourrait être lié aux cils manquants. « Il existe de nombreux autres organismes parasites qui ne manquent pas de ces gènes spécifiques, nous ne pouvons donc pas dire que les gènes manquent en raison de leur mode de vie parasitaire », explique Cunha. « Mais les organismes parasites en général manquent souvent de nombreux gènes. On suppose que parce que les parasites n’utilisent pas certaines structures et dépendent plutôt de leurs hôtes, ils finissent par perdre ces structures. »

Les vers capillaires ne sont pas les seuls parasites capables de « contrôler l’esprit » – c’est un comportement qui apparaît chez les protozoaires comme l’organisme responsable de la toxoplasmose, qui réduit la peur des chats des rongeurs, et dans le champignon Ophiocordycepsrendu célèbre par le jeu vidéo et l’émission de télévision Le dernier d’entre nous, qui manipule les fourmis pour répandre les spores du champignon. Bien que ces organismes ne soient que de loin liés aux vers capillaires, Cunha dit que la nouvelle étude pourrait aider les scientifiques à trouver des fils conducteurs sur le fonctionnement de ce comportement. « En faisant cette analyse comparative entre les organismes à l’avenir, nous pourrons peut-être rechercher des similitudes. Ou peut-être que ces organismes ont développé des comportements similaires de manière complètement différente les uns des autres », explique Cunha.