Les antennes des papillons détectent des molécules aéroportées spécifiques en concentrations infimes.

Introduction

Avec quelque 140,000 XNUMX espèces connues dans le monde et une tendance à être actifs la nuit, les papillons de nuit sont confrontés à un défi particulier lorsqu'ils tentent de se développer davantage : comment trouver un partenaire de leur propre espèce dans l'obscurité. Leur solution : une femelle libère des molécules aéroportées spécifiques à l'espèce qui l'identifient comme un partenaire prêt, que les mâles peuvent ensuite suivre pour la trouver.

Image: Sean McCann /

C'est l'une des espèces qui possède des antennes très sensibles.

Antennes d'un Atlas Moth (Attacus atlas) dans la maison des papillons de Maximilianpark Hamm, Allemagne.

Hawkmoth trichoid sensillum

Un sensille trichoïde possède deux neurones récepteurs olfactifs (ORN) avec des dendrites (DD) atteignant les cheveux et un axone (GL) qui se connecte au cerveau de l’insecte. 

La stratégie

Les papillons femelles ont une structure spéciale sur leur abdomen qui produit de petites molécules organiques appelées phéromones. Lorsqu’une femelle est prête à s’accoupler, elle libère une petite quantité de phéromones dans l’air. Bien que les femelles de diverses espèces libèrent toutes des phéromones, le mélange exact de produits chimiques est spécifique à chaque espèce.

Les mâles, quant à eux, sont équipés de deux grandes antennes en forme de plumes, capables de détecter la présence d'une seule molécule de phéromone produite par une femelle de la même espèce. Chaque antenne possède des dizaines de milliers de structures capillaires appelées « sensilles trichoïdes ». Les sensilles ont une grande surface cireuse recouverte de s qui sont uniquement capables de se lier à la phéromone produite par la femelle de la même espèce. Chacune des sensilles possède également deux cellules nerveuses, chacune étant sensible à un composant différent de la phéromone.

Lorsqu'il cherche une compagne, le mâle vole avec ses antennes penchées en avant. Si une sensille rencontre une phéromone de la même espèce, la protéine se lie à la phéromone et change de forme de manière à lui permettre d'interagir avec la partie de la cellule nerveuse, appelée « dendrite », qui s'étend jusque dans la tige du nerf. sensille.

La cellule nerveuse porte le message « J’en ai un vivant ! » message le long de son corps jusqu’à son autre extrémité, appelée « axone ». L’axone transmet ensuite le message au cerveau de l’insecte, qui donne à son corps l’ordre de suivre la piste des phéromones contre le vent. Dans le même temps, l'interaction entre la cellule nerveuse et la phéromone provoque un second changement dans la forme de la protéine porteuse qui entraîne la destruction de la phéromone, permettant ainsi au papillon mâle de capturer et de transmettre le message d'une autre molécule de phéromone alors qu'il poursuit son mouvement. quête.

Le nombre de molécules de phéromones rencontrées par un mâle lui indique à quelle distance se trouve la femelle. Il vole face au vent en zigzag, à la recherche d'autres molécules jusqu'à ce qu'il rencontre enfin la femelle.

Le potentiel

La capacité d’un papillon de nuit à détecter et à réagir à des molécules uniques dans l’air qui lui sont particulièrement pertinentes pourrait être extrêmement précieuse pour une grande variété d’applications. Il pourrait permettre de détecter la présence de molécules polluantes ou toxiques avant qu'elles ne provoquent des problèmes de santé chez l'homme, permettant ainsi de se mettre en sécurité ou d'éteindre la source avant qu'elle ne nuise. Dans le travail de détective, cette approche pourrait fournir des preuves de la présence d'individus, d'objets, etc. après leur départ. En matière de conservation, cela pourrait aider les scientifiques à évaluer en détectant l'empreinte moléculaire d'une espèce sans réellement la voir.

Dernière mise à jour le 17 janvier 2024