Une étude révèle les gènes clés qui conduisent à la migration des insectes

De nombreux insectes entreprennent des migrations saisonnières, le plus célèbre d’entre eux étant les papillons monarques du sud du Canada et des États-Unis. Les syrphes sont également migrateurs, des milliards d’entre eux se déplaçant chaque année vers le sud depuis le nord de l’Europe pour passer l’hiver dans des climats plus chauds. Cependant, tous les individus ne se lancent pas dans cette aventure : certains restent chez eux et tentent leur chance. Cela a donné aux scientifiques l’occasion d’étudier les différences génétiques entre les individus migrateurs et non migrateurs dans le but d’identifier la base génétique du comportement migratoire.

Lors de leur voyage automnal vers le sud, les syrphes traversent les montagnes des Pyrénées en concentrations denses, empruntant des cols étroits. Une équipe de chercheurs de l’Université d’Exeter a pu capturer des échantillons de ces syrphes alors qu’ils survolaient un col et les rapporter au laboratoire pour analyse ADN. L’information génétique a ensuite été comparée à l’ADN de syrphes non migrateurs.

« C’est un spectacle incroyable à voir, un flux incessant de centaines de milliers d’individus traversant un passage de 30 mètres », a déclaré le Dr Karl Wotton, chercheur au Collège des sciences de la vie et de l’environnement.

« Nous avons identifié 1 543 gènes dont les niveaux d’activité étaient différents chez les migrants », a déclaré l’auteur principal Toby Doyle, du Centre pour l’écologie et la conservation du campus Penryn d’Exeter, en Cornouailles. « Ce qui nous a vraiment frappés, c’est l’éventail remarquable de rôles que jouent ces gènes. »

« La migration est très exigeante sur le plan énergétique, donc trouver des gènes pour le métabolisme n’était pas une surprise, mais nous avons également identifié des gènes jouant un rôle dans la structure et la fonction musculaire, la régulation hormonale de la physiologie, l’immunité, la résistance au stress, le comportement de fuite et d’alimentation, la perception sensorielle et l’augmentation de la longévité. »

Lorsque les chercheurs ont classé les gènes par fonction, ils ont découvert que des suites de gènes étaient activées de concert chez les syrphes migrateurs. Ceux-ci comprenaient des gènes pour la signalisation de l’insuline pour la longévité, des voies pour l’immunité et ceux conduisant à la production d’octopamine, l’équivalent chez les insectes de l’adrénaline, une hormone de combat ou de vol, pour les vols longue distance.

« Ces voies ont été intégrées aux syrphes migrateurs et modifiées par l’évolution pour permettre des déplacements sur de longues distances », a déclaré le Dr Wotton.

Le travail fournit une ressource génomique puissante et un cadre théorique pour orienter les futures études sur l’évolution de la migration chez d’autres espèces.

« Nos recherches ont déjà indiqué plusieurs gènes précédemment associés à la migration chez les papillons, suggérant l’existence d’un ‘ensemble de gènes migrateurs’ partagé qui contrôle la migration entre plusieurs animaux », a déclaré le Dr Wotton. « C’est une période passionnante pour étudier la génétique de la migration. »

L’étude est publiée aujourd’hui dans la revue Écologie moléculaire.

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Par Alison Bosman, Espèces-menacées.fr Rédacteur