Les problèmes de couple dans les symbioses némato-bactériennes parasites d'insecte

Abstract

Les nématodes entomopathogènes du genre Steinernema sont associés symbiotiquement à des bactéries du genre Xenorhabdus. Ces associations sont traditionnellement qualifiées de mutualistes car chacun des partenaires bénéficie de la présence de l'autre. Toutefois, l'originalité du cycle de vie de ces associations permet de s'interroger sur la réalité de cette réciprocité des bénéfices. En effet, le cycle de vie de ces associations comprend deux phases : une phase libre, dans le sol, où les nématodes portent leurs symbiotes dans le tube digestif, et une phase parasite, dans l'insecte, où les deux partenaires se multiplient côte à côte. La symbiose est clairement bénéfique pour le nématode en phase parasite, ce qui est moins net en phase libre ; c'est le contraire pour la bactérie. Dans un premier temps, nous avons abordé ces symbioses d'un point de vue coûts-bénéfices pour le nématode afin d'identifier les pressions de sélection agissant sur son investissement dans la symbiose. Nos résultats montrent que l'association est coûteuse pour le nématode en termes de survie en phase libre, et que ce coût augmente avec le nombre de bactéries portées. D'un autre côté, le nématode bénéficie de l'association en termes de reproduction en phase parasitaire, en proportion de sa charge symbiotique. Ces corrélations engendrent un compromis survie-reproduction pour le nématode, médié par ses symbiotes. Selon l'environnement, le bilan de l'association serait donc mitigé pour les nématodes. Ce découplage des coûts et bénéfices peut mener à des pressions de sélection contraires entre les deux phases du cycle de vie. De plus, les coûts à l'association manifestent un conflit d'intérêts entre partenaires, qui pourrait éventuellement déstabiliser l'association, et, notamment, altérer sa spécificité. Dans un second temps, nous avons donc exploré la spécificité de ces associations dans la nature et au laboratoire. Lors d'un échantillonage de terrain, nous avons retrouvé la correspondance entre une espèce de nématode et une espèce de bactérie largement décrite par ailleurs. Au laboratoire, la réassociation expérimentale entre nématodes et bactéries non natives montre que le spectre des bactéries retenues est plus étroit que le spectre des bactéries bénéfiques. De plus, des différences de modalités d'association apparaissent entre espèces de nématodes, qui suggèrent que la correspondance nématode - bactérie ne serait pas aussi stricte que prévuEntomopathogenic nematodes from Steinernema genus are symbiotically associated with Xenorhabdus bacteria. These associations are traditionally considered as mutualistic as both partners benefit from each other. However the original life cycle of these associations raises questions about their real reciprocally-beneficial status. Indeed, the symbiosis life cycle comprises two phases : a free stage in the soil, where bacteria are carried inside nematodes' gut and a parasitic stage in the insect, where both partners are separated and multiply in parallel. Benefits of the association for nematodes are clear in parasitic, but not in free stage, and it is the opposite for bacteria. We first tried to measure the balance between costs and benefits in these symbioses to identify selective pressures acting on nematode's symbiotic investment. We showed that nematodes endure costs to the association in free stage in terms of survival, these costs increasing with bacterial load. On the other side, nematodes benefit from the symbiosis in proportion of bacterial load in parasitic stage in terms of reproduction. These two antagonistic effects lead to a trade-off between nematodes' survival and reproduction which is mediated by their bacterial symbionts. Thus, depending on the environment, symbiosis has mitigated outcomes for nematodes. This decoupling of costs and benefits along the life cycle may lead to contradictory selective pressures between the two stages of the cycle. Moreover, costs of the association for nematodes indicate a conflict of interests between partners, which could challenge association stability, in particular its specificity. In a second part, we addressed the question of symbiosis specificity in natura as well as in laboratory. Field samples confirmed the already-known constancy of association between a nematode species and a bacteria species all over the world. Experimental re-associations between two nematode species and foreign bacteria showed differences between retention and benefit specificities as well as inter-specific variability. Thus the one-to-one association between nematode and bacteria species may not be as strict as previously thoughtMONTPELLIER-BU Sciences (341722106) / SudocSudocFranceF