Les mouches des fruits peuvent être vraiment ennuyeuses lorsqu’elles bourdonnent dans votre salon ou atterrissent dans votre vin. Mais nous devons beaucoup à ces minuscules nuisances – elles ont révolutionné la science biologique et médicale.
Mouches et moustiques à la fois appartiennent aux diptères, groupe d’insectes qui n’ont que deux ailes (du grec di signifiant deux et pteron signifiant aile). Cependant, tout comme la plupart des gens acceptent les caractéristiques gênantes et positives de leurs amis, nous ne devrions pas juger les mouches uniquement pour leur comportement négatif.
Nous devrions ouvrir les yeux sur leur énorme importance économique et environnementale, comme le soutient l’entomologiste Erica McAlister dans son livre La vie secrète des mouches. Par exemple, de nombreuses plantes (y compris la plante de cacao qui nous donne du chocolat) dépendent des diptères comme pollinisateurs. Ou essayez d’imaginer un monde sans mouches pour décomposer les animaux morts.
Je vais argumenter sous un angle différent, cependant, pour gagner votre respect pour un diptère spécifique : la mouche des fruits ou du vinaigre (Drosophila melanogaster).
La drosophile peut être plus petite qu’un ongle, mais elle peut être une grande nuisance en été lorsqu’elle plane au-dessus des fruits mûrs ou émerge en essaims des poubelles. L’espèce Drosophila a été mentionnée pour la première fois par L’entomologiste allemand Johann Meigen en 1830 et a depuis gagné un statut de célébrité parmi les scientifiques. Il est devenu l’organisme animal le mieux compris de la planète et un moteur de la recherche médicale moderne. Dix scientifiques travaillant sur la drosophile ont reçu un prix Prix Nobel de physiologie ou de médecine.
Le partenariat de la science avec les mouches a commencé au début des années 1900 lorsque le biologiste Thomas HuntMorgan à l’Université de Columbia à New York a décidé de tester les théories de l’évolution, telles que la façon dont les mutations génétiques sont liées à d’autres caractéristiques, et la redécouverte en 1900 de de Gregor Mendel théories de l’héritage, publiées en 1865. Mendel reste aujourd’hui le père reconnu de la génétique.
Aider la science à décoller
Morgane était pas le premier travailler avec la drosophile. Mais son idée d’exploiter l’élevage bon marché de la mouche (morceaux de banane conservés dans des bouteilles de lait), et sa reproduction rapide (une génération en une dizaine de jours ; environ 100 œufs par femelle par jour) permettraient d’étudier l’évolution en laboratoire. En effet, il est plus facile de voir les changements évolutifs dans les grandes populations d’une espèce à fort renouvellement.
Ses expériences d’élevage en masse avec des centaines de milliers de mouches ont conduit à la découverte d’une seule mouche aux yeux blancs, au lieu des yeux rouges que les mouches des fruits ont normalement. Les études ultérieures de Morgan et de son équipe sur sa progéniture aux yeux blancs ont révélé que les gènes peuvent muter et sont rangé en ordre et cartes reproductibles sur les chromosomes (une longue molécule d’ADN). Cette nouvelle compréhension a fondé le domaine de la génétique classique telle que nous la connaissons. Par exemple, il conduit à une compréhension de la façon dont la maladie génétique est héritée.
Dans les années 1940, des scientifiques, dont George Beadle et Edward Tatum, ont établi que certains codes génétiques pour les protéines peut faciliter les réactions chimiques et produire les molécules nécessaires aux cellules.
D’autres chercheurs avec des mouches des fruits ont cartographié la structure du Hélice d’ADN. Grâce à ces développements, des questions longtemps débattues ont été mises au jour. Par exemple, comment les gènes régulent des processus biologiques complexes, tels que le développement d’un organisme entier à partir d’un seul ovule fécondé.
Les scientifiques ont progressivement mis en place des techniques utilisant des microscopes pour étudier les embryons de drosophile dans leurs minuscules coquilles d’œufs transparentes de 0,5 mm. La pléthore de stratégies génétiques que nous avons apprises chez les mouches s’est transformée en un puissant moyen de disséquer mécanismes de développement des mouches. Tout comme les mutations génétiques humaines peuvent provoquer des malformations corporelles chez les humains, les embryons de mouches présentent également de tels défauts. Par exemple, sans tête ni queue.
Les scientifiques peuvent étudier les défauts mutants, même si les œufs n’éclosent jamais, ce qui peut alors nous informer sur le fonctionnement normal du gène affecté. Ces types d’études génétiques sur la drosophile, combinées à des technologies émergentes, telles que le clonage de gènes, nous ont aidés à comprendre comment les réseaux de gènes peuvent déterminer le développement d’un corps et comment ils peuvent parfois causer des troubles héréditaires. Les réseaux de gènes sont un ensemble de gènes, ou de parties de gènes, qui interagissent les uns avec les autres pour contrôler une fonction cellulaire spécifique. En 1995, trois scientifiques ont remporté le prix Nobel pour leur contribution à cette nouvelle compréhension.
Une ressemblance surprenante
Finalement, il est apparu que les génomes entiers des mouches et des humains présentaient des similitudes étonnantes, et les mécanismes ou processus découverts chez les mouches se sont souvent avérés s’appliquer à organismes plus complexes. De nombreux gènes humains peuvent même reprendre la fonction de leur équivalent drosophile lorsqu’il est inséré dans le génome de la mouche.
L’ancêtre commun qui a fondé les lignées évolutives des mouches et des humains, il y a un demi-milliard d’années, semble avoir été doté d’une biologie si bien conçue que nombre de ses aspects sont encore conservés, comme les mécanismes de croissance ou la fonction neuronale. Parce que nous sommes si semblable génétiquement, de nombreux aspects de la biologie humaine et de la maladie ont d’abord été explorés chez la drosophile. Entre-temps, recherche sur les mouches des fruits est rapide, économique et extrêmement polyvalent. C’est idéal pour découvertes scientifiques.
Une fois que des connaissances ont été acquises dans une mouche, ces connaissances peuvent accélérer la recherche sur des organismes plus complexes. Aujourd’hui, plus de 10 000 chercheurs dans le monde sont estimé à travailler avec la drosophile dans de nombreux domaines scientifiques liés à la biologie humaine et aux maladies. Il est utilisé par neuroscientifiques pour étudier l’apprentissage, la mémoire, le sommeil, l’agressivité, la toxicomanie et les troubles neuraux. Sans oublier le cancer et le vieillissement, les processus de développement, le microbiote intestinal, les cellules souches, les muscles et le cœur.
Cela dit, les mouches ne sont pas des mini-humains. Ils ne peuvent pas être utilisés pour étudier la perte de personnalité observée dans la maladie d’Alzheimer, par exemple. Mais ils peuvent être utilisés pour étudier pourquoi les neurones meurent dans de telles maladies et combler d’importantes lacunes dans notre compréhension de ce type de maladie.
Les mouches à fruits planant dans votre cuisine peuvent être aggravantes, mais j’espère que vous les verrez maintenant sous un jour différent.
Cet article est republié de La conversation sous licence Creative Commons. Lis le article original.