Les gènes perdus expliquent le régime sanguin des chauves-souris vampires

Les chauves-souris vampires – et leur goût légendaire pour le sang – font des cauchemars. “Essentiellement, ce sont des Draculas vivants”, explique Michael Hiller, génomique au Centre LOEWE pour la génomique translationnelle de la biodiversité à Francfort, en Allemagne. Ces minuscules chauves-souris, qui résident dans les forêts et les grottes d’Amérique centrale et du Sud et se nourrissent souvent de bétail, sont les seuls mammifères qui se nourrissent exclusivement de sang. Une nouvelle recherche sur le génome des chauves-souris par Hiller et ses collègues aide à expliquer comment ils peuvent vivre avec un régime aussi pauvre en nutriments.

Bien que les films de vampires traitent le sang comme un élixir, le liquide aqueux est presque dépourvu de glucides et de graisses et contient peu de calories. En raison de ces carences, les chauves-souris vampires ont des niveaux d’insuline inférieurs à ceux des autres mammifères et doivent boire jusqu’à 1,4 fois leur poids corporel en sang à chaque repas pour obtenir suffisamment de nutriments. Cependant, boire autant de sang est dangereux, car il contient de fortes concentrations de fer, ce qui peut causer des ravages dans le tube digestif et le foie. Bien qu’elles pèsent un peu plus qu’une seule pile AA, les chauves-souris vampires consomment environ 800 fois plus de fer dans leur alimentation que l’humain moyen.

Les scientifiques ont longtemps été intrigués par la façon dont les chauves-souris vampires survivent avec un régime aussi dérisoire. Pour tenter de répondre à cette question, Hiller et ses collègues se sont récemment plongés dans la génétique de ces suceurs de sang légendaires en utilisant des techniques de séquençage de pointe. Ils ont reconstitué et analysé le génome de la chauve-souris vampire commune (Desmodus rotundus) et l’a comparé avec les génomes de 26 autres espèces de chauves-souris, dans l’espoir d’identifier les gènes spécifiques qui aident les chauves-souris vampires à digérer le sang.

Leurs conclusions, publiées vendredi dans la revue Les avancées scientifiques, illustrer que lorsqu’il s’agit de la génétique de la consommation de sang, moins c’est plus. Au lieu de développer des gènes supplémentaires pour aider à traiter le sang, les chercheurs ont découvert que les chauves-souris vampires avaient en fait perdu 13 gènes clés – dont 10 représentaient des pertes jusque-là inconnues – au cours de leur évolution, par rapport à d’autres espèces. “Généralement, lorsque nous entendons parler de mutations détruisant des gènes, nous pensons que c’est une mauvaise idée”, déclare Hiller. “Mais dans cette étude, nous avons découvert que la perte de certains gènes peut être bénéfique pour s’adapter à ce régime très particulier.”

Les ramifications de ces gènes supprimés sont évidentes partout, du cerveau des chauves-souris à leurs intestins. Certaines délétions étaient responsables d’une diminution de la sécrétion d’insuline, moins importante, grâce au régime pauvre en sucre des animaux. D’autres ont réduit les quantités de récepteurs du goût sucré et amer, rendant les chauves-souris moins sensibles au goût nocif du sang qu’elles lapent.

L’une des suppressions était liée à la sculpture de l’étrange estomac des chauves-souris vampires. Il a la forme d’une manche à vent souple et est spécialisé pour une seule tâche, explique Melissa Ingala, biologiste des chauves-souris à l’Université Fairleigh Dickinson, qui n’a pas participé à l’étude. “Cette forme a évolué pour se remplir comme un ballon d’eau et extraire le plus d’eau possible du sang afin qu’il ne reste plus qu’à digérer le composant cellulaire solide du sang”, dit-elle. Cela signifie que les chauves-souris vampires doivent commencer à uriner immédiatement après s’être nourries pour expulser tout l’excès d’eau qui clapote dans leur estomac et les alourdit.

Un autre gène perdu, appelé REP15, était autrefois responsable du maintien du fer dans le sang des chauves-souris et hors de leurs intestins. Sans ce palliatif en place, le fer est capable de s’infiltrer dans les cellules le long de la paroi intestinale. Mais les chercheurs émettent l’hypothèse que ce suintement est en fait bon pour les chauves-souris. Les cellules intestinales sont de courte durée et facilement remplaçables, ce qui signifie que les chauves-souris peuvent les éliminer par leur système digestif et les expulser dans des excréments riches en fer au lieu que le fer supplémentaire continue de circuler dans leur circulation sanguine.

Le cerveau de la chauve-souris vampire a peut-être également bénéficié d’une perte génétique fortuite. CYP39A1 est un gène principalement responsable de la dégradation d’un sous-produit de la digestion du cholestérol. Sans cela, les niveaux de ce soi-disant métabolite dans le cerveau des chauves-souris montent en flèche. Des recherches antérieures ont déterminé que des niveaux plus élevés du métabolite étaient responsables de l’augmentation de la mémoire, de l’apprentissage et de la sociabilité chez les rongeurs. Cela peut aider à expliquer pourquoi les chauves-souris vampires semblent être plus intelligentes et plus sociales que leurs frères chauves-souris.

Ce potentiel cognitif et cette sociabilité accrue aident les chauves-souris à survivre à leur style de vie buveur de sang. En raison de leur régime alimentaire pauvre en nutriments, les chauves-souris vampires ont de maigres réserves d’énergie, ce qui les rend particulièrement vulnérables à la famine. Passer plusieurs nuits sans avaler du sang est souvent fatal. Ainsi, les chauves-souris vampires aideront facilement un compagnon de perchoir affamé en régurgitant du sang dans la bouche de leur compagnon. Remarquablement, les chauves-souris rendent souvent la pareille, fournissant du sang à d’autres qui les ont aidées dans le passé. Il est donc crucial d’avoir une mémoire solide. “Les chauves-souris vampires développent des amitiés à long terme les unes avec les autres, basées sur ce partage mutuel de nourriture”, explique Ingala. Dans le monde compatissant des chauves-souris vampires, le sang est un plat qu’il vaut mieux partager avec ceux qui vous sont chers.

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