Les cigales arrivent, apportant des mystères que les scientifiques fongiques espèrent étudier

Les cigales arrivent, apportant des mystères que les scientifiques fongiques espèrent étudier
Les cigales arrivent, apportant des mystères que les scientifiques fongiques espèrent étudier
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Ce printemps et cet été, les habitants de certaines parties du Midwest et du Sud des États-Unis auront l’occasion de vivre un événement animalier numériquement magnifique : une rare double émergence de cigales périodiques. Avec l’arrivée de Brood XIX et Brood XIII, des milliards d’insectes inoffensifs de la taille d’une carotte chanteront de tout leur cœur, du Wisconsin à la Louisiane, du Maryland à la Géorgie et dans de nombreux endroits intermédiaires.

La dernière fois que ces couvées ont co-émergé, c’était en 1803, Thomas Jefferson était président et l’achat de la Louisiane venait juste d’être finalisé – ce qui signifie que de nombreux États où les chants d’amour des cigales rempliront bientôt l’air ne faisaient même pas officiellement partie de la nation encore.

Aussi impressionnant que cela puisse paraître, le phénomène entomologique de cette année sera très spécial pour les chercheurs espérant percer les mystères évolutifs des insectes qui ne sortent du sol qu’à des intervalles d’environ 13 ou 17 ans.

Les couvées ne sont pas la même chose que les espèces, et chaque couvée peut contenir plusieurs espèces de cigales qui peuvent émerger à différents endroits. En 2024, les sept espèces de cigales seront représentées, une coïncidence qui ne se reproduira pas avant 2037.

Cela signifie que l’émergence de cette année sera une mine d’or en matière de collecte de données.

L’un des mystères les plus inhabituels que les scientifiques espèrent enquêter concerne un champignon parasite qui attaque les cycadales adultes, les transformant en ce qu’un expert appelle des « salières volantes de la mort ».

“C’est donc assez spectaculaire, du point de vue d’un scientifique qui s’intéresse aux cycadales”, a déclaré Matt Kasson, mycologue à l’Université de Virginie occidentale.

Les cigales sont de véritables insectes de la famille des insectes Hémiptères. Célèbres pour leurs appels nuptiaux répétitifs, les cigales adultes sont grandes, bruyantes et très visibles. Mais la majeure partie de la vie d’une cigale se déroule sous terre en tant que nymphe.

Les nymphes des cigales font probablement partie des herbivores forestiers les plus sous-estimés, car la plupart du temps elles sont hors de vue et gagnent leur vie en suçant la sève des racines des arbres et d’autres plantes. Ils émergent au printemps ou en été, lorsque le sol à environ un pied sous terre atteint 64 degrés. Les nymphes grimpent ensuite sur l’objet vertical le plus proche et muent pour prendre leur forme adulte. Ces adultes ailés passent leur vie brève mais mouvementée à tuer et, pour les femelles, à pondre des œufs.

Les cigales peuvent être divisées en deux types généraux : les cigales annuelles, qui ont tendance à avoir les yeux noirs ou verts et peuvent être entendues chaque année, et les cigales périodiques, qui ont généralement les yeux rouges et n’apparaissent que tous les 13 ou 17 ans.

Bien qu’ils soient nymphes, ces insectes à longue durée de vie doivent échapper au froid en s’enfouissant sous la ligne de gel. Dans certaines parties de leur aire de répartition, comme le Wisconsin, ils peuvent vivre à plus de cinq pieds de profondeur sous la surface.

Cela rend chaque émergence importante pour les scientifiques. Si un chercheur étudiant une espèce de zèbre ou de macareux souhaite prélever des échantillons génétiques, il devra peut-être endurer des environnements hostiles ou des voyages périlleux, mais au moins ces animaux sont presque assurés d’être présents au cours d’une année donnée. Il n’en va pas de même pour une espèce de cigale donnée. Techniquement, ils sont peut-être là, mais ils sont trop profonds sous terre pour être facilement trouvés et accessibles sans causer de dommages importants aux animaux. (Kasson a dit qu’il avait essayé, et il n’avait pas réussi.)

De plus, les couvées de cigales ne se synchronisent généralement pas ; cela fait neuf ans qu’une telle chose n’a pas eu lieu. Et lorsqu’elles se chevauchent dans le temps, elles ont tendance à s’étaler dans l’espace, les émergences se produisant à plusieurs états les unes des autres.

Cela signifie que certaines questions ne peuvent être étudiées qu’à certains endroits et à certains moments, en fonction des couvées qui se trouvent sur le pont cette année-là et des espèces qu’elles contiennent.

Cette année, cependant, les cigales de Brood XIX et Brood XIII s’affronteront, principalement dans l’Illinois. Et c’est là que les choses deviennent scientifiquement passionnantes.

Casson espère étudier un parasite affligeant les cigales connu sous le nom de Massospora. Lorsque ce champignon fascinant infecte une cigale adulte, il inonde l’insecte d’amphétamine et de psilocybine, chacune d’entre elles semblant influencer son comportement.

Par exemple, bien que le champignon ait envahi le tiers inférieur de son corps, remplaçant son abdomen et ses organes génitaux par du tissu fongique, la cigale ne semble ressentir aucune douleur. Au lieu de cela, les cigales infectées semblent vouloir faire la fête.

“Il existe certains comportements hypersexuels”, a déclaré Kasson. « Les mâles ont l’intention de devenir des femelles pour que d’autres mâles en bonne santé mangent et tentent de s’accoupler avec eux. Et c’est probablement une stratégie du champignon pour augmenter le nombre d’individus qu’il est capable d’infecter.

Le parasite affecte généralement moins de 5 pour cent d’une population de cigales donnée. Mais une fois infectés, ces abdomens blancs et crayeux répandent des spores partout où ils vont.

Kasson tente de mener des travaux génétiques pour en savoir plus sur la façon dont le champignon persiste chez les animaux ayant des cycles de vie aussi inhabituels et décousus. Cette année, il pourra pour la première fois collecter des échantillons contemporains d’une couvée de 13 ans (des spécimens anciens et archivés ont été utilisés dans le passé), ce qui pourrait donner des résultats intéressants.

“Bien que nous disposions de données limitées, certaines données de séquence d’ADN des couvées de 13 ans sont quelque peu différentes de celles des couvées de 17 ans, et je me demande s’il existe réellement des différences génétiques entre les souches”, a-t-il déclaré.

Les chercheurs s’intéressent également au champignon en tant que source de nouveaux médicaments, a ajouté Kasson. Il a été utilisé comme forme traditionnelle de médecine contre l’inflammation dans les cultures maories de Chine et de Nouvelle-Zélande.

Étant donné que Brood XIX et Brood XIII se chevauchent dans très peu de zones, il est peu probable qu’un endroit connaisse deux fois plus de cycadales que d’habitude. (Avec plusieurs millions de cycas émergeant par acre carré, doubler ce chiffre serait, eh bien, intense.) Il est également peu probable que la plupart des gens remarquent une différence entre les couvées dans les zones où les deux sont adjacentes.

«Ils ont l’air identiques. Ils semblent identiques. Et génétiquement, ils sont à peu près identiques », a déclaré Chris Simon, biologiste évolutionniste à l’Université du Connecticut.

Ce n’est pas toujours le cas. Par exemple, Magicicada néotredécim est une cigale de 13 ans qui émergera cette année dans le cadre de Brood XIX dans l’Illinois. Cette espèce est presque deux fois plus grande que Magicicada septendéculaqui émergera également dans le cadre de Brood XIII, apparaissant un peu au nord dans l’Illinois, ainsi que dans l’Iowa et le Wisconsin.

Pour des scientifiques comme Simon, la véritable opportunité réside dans des distinctions beaucoup moins évidentes. Elle souhaite en savoir plus sur la façon dont les couvées de cigales comptent les années, quelque chose qu’elle essaie de comprendre en séquençant des génomes entiers et en recherchant des gènes ou des groupes de gènes qui contrôlent si une cigale suit le cycle de 13 ou 17 ans.

“L’une des choses les plus intéressantes est que nous pensions que les classes d’âge, ou couvées, étaient isolées sur le plan reproductif, car nous pensions qu’elles avaient un cycle de vie exact et que les adultes ne se verraient jamais”, a déclaré Simon. “Mais il s’avère que ce n’est pas exact, et parfois ils sortent quatre ans plus tôt, ou quatre ans plus tard.”

Cela signifie que les différentes couvées peuvent toujours échanger des gènes entre elles, ce qui contribuera probablement à l’évolution future de l’espèce.

“Lorsque des cigales de 13 et 17 ans sortent la même année, vous pouvez réellement faire des expériences d’hybridation”, a déclaré Simon. La dernière fois qu’elle a eu l’occasion de faire un tel travail, c’était en 2015, et en 1998 auparavant.

Simon a ajouté que l’imprécision dans le timing des cigales serait en augmentation en raison du changement climatique, qui prolonge la saison de croissance des nymphes sous terre. De même, le changement climatique peut affecter leur répartition, comme en témoigne le fait que Brood VI soit de plus en plus implanté dans la région de Washington ces dernières années, a-t-elle déclaré.

Parfois, au cours de centaines de milliers d’années, des couvées de cigales de 17 ans se transforment en couvées de cigales de 13 ans.

D’autres scientifiques souhaitent mieux comprendre comment les cycadales affectent les plantes dont elles se nourrissent, ainsi que comment les arbres se défendent contre les herbivores. Certaines études montrent par exemple une croissance réduite des cernes des arbres, ainsi qu’une baisse des rendements dans les vergers, où les cigales sont présentes.

Cependant, l’émergence des cigales présente également des avantages écologiques, fournissant un assortiment de protéines aux prédateurs, ainsi qu’une augmentation du phosphore et de l’azote pour la vie végétale, grâce aux milliards de corps d’insectes en décomposition. Selon une étude réalisée en 2005, les coucous ont davantage de petits dans les années qui suivent l’émergence des cigales, tandis que d’autres espèces d’oiseaux, comme les corbeaux, semblent s’envoler des émergences, présentant ainsi une autre énigme écologique.

Si vous êtes dehors pendant l’émergence de cette année et que votre chien ou votre tout-petit avale une ou trois cigales, ne vous inquiétez pas, a déclaré Maureen Turcatel, responsable des collections d’insectes au Field Museum de Chicago. Les cigales ne peuvent ni mordre ni piquer et elles sont parfaitement comestibles.

“Ça va être bruyant”, a déclaré Turcatel, “mais surtout pour les cigales de 13 et 17 ans qui sortent dans l’Illinois, ce sera une expérience unique.”

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