Tortue caouanne femelle

Une tortue caouanne femelle niche dans le sable en Floride. Crédit: Gustavo Stahelin / UCF Marine Turtle Research Group. Numéro de permis: FL MTP-186

La question n’a pas été résolue malgré 50 ans de recherche.

Un chercheur de l’Université de Floride centrale est co-auteur d’un nouvel article qui pourrait aider à expliquer pourquoi certains animaux ont un «sixième» sens magnétique, comme la capacité des tortues marines à retourner à la plage où elles sont nées.

La question n’a pas été résolue malgré 50 ans de recherche.

«La recherche d’un mécanisme a été proposée comme l’une des dernières grandes frontières de la biologie sensorielle et décrite comme si nous« recherchions une aiguille dans une pile d’aiguilles »», déclare Robert Fitak, professeur assistant au département de biologie de l’UCF, fait partie du Collège des Sciences de l’UCF.

Fitak et des chercheurs du Royaume-Uni et d’Israël ont récemment rédigé un article dans Transactions philosophiques de la Royal Society B qui propose une hypothèse selon laquelle le sens magnétique provient d’une relation symbiotique avec des bactéries magnétotactiques.

Les bactéries magnétotactiques sont un type particulier de bactéries dont le mouvement est influencé par les champs magnétiques, y compris ceux de la Terre.

Les animaux qui détectent le champ magnétique terrestre comprennent les tortues de mer, les oiseaux, les poissons et les homards. Les tortues de mer, par exemple, peuvent utiliser la capacité de navigation pour retourner à la plage où elles sont nées.

Apprendre comment les organismes interagissent avec les champs magnétiques peut améliorer la compréhension des humains sur la façon d’utiliser les champs magnétiques de la Terre à leurs propres fins de navigation. Il peut également éclairer la recherche écologique sur les effets des modifications humaines de l’environnement magnétique, telles que la construction de lignes électriques, sur la biodiversité. La recherche sur l’interaction des animaux avec les champs magnétiques peut également aider au développement de thérapies utilisant le magnétisme pour l’administration de médicaments.

Dans l’article, les chercheurs examinent les arguments pour et contre l’hypothèse, présentent des preuves publiées à l’appui qui ont surgi au cours des dernières années, ainsi que de nouvelles preuves à l’appui.

Leurs nouvelles preuves proviennent de Fitak, qui a exploité l’une des plus grandes bases de données génétiques de microbes, connue sous le nom de Metagenomic Rapid Annotations using Subsystems Technology, pour la présence de bactéries magnétotactiques trouvées dans des échantillons d’animaux.

Les études antérieures sur la diversité microbienne se sont souvent concentrées sur de grands schémas de présence ou d’absence de bactéries phylums chez les animaux plutôt que sur des espèces spécifiques, dit Fitak.

«La présence de ces bactéries magnétotactiques avait été largement négligée, ou« perdue dans la boue »à l’échelle massive de ces ensembles de données», dit-il.

Fitak a découvert, pour la première fois, que les bactéries magnétotactiques sont associées à de nombreux animaux, y compris une espèce de manchot, des tortues caouannes, des chauves-souris et des baleines franches de l’Atlantique. Par exemple, Candidatus Magnetobacterium bavaricum se produit régulièrement chez les manchots et les tortues caouannes, tandis que Magnétospirillum et Magnétocoque est régulièrement observée chez les mammifères, les chauves-souris brunes et les baleines noires de l’Atlantique.

Fitak dit que les chercheurs ne savent toujours pas où vivraient les bactéries magnétotactiques chez l’animal, mais il se pourrait qu’elles soient associées à des tissus nerveux, comme l’œil ou le cerveau.

«Je travaille avec les co-auteurs et les chercheurs locaux de l’UCF pour développer un test génétique pour ces bactéries, et nous prévoyons de dépister ultérieurement divers animaux et tissus spécifiques, tels que les tortues de mer, les poissons, les langoustes et les oiseaux», Fitak dit.

Avant de rejoindre l’UCF en 2019, Fitak a travaillé pendant plus de quatre ans en tant que chercheur postdoctoral à l’Université Duke, effectuant des expériences pour identifier des gènes liés au sens magnétique chez les poissons et les homards à l’aide de techniques génomiques modernes.

Il dit que l’hypothèse selon laquelle les animaux utilisent des bactéries magnétiques de manière symbiotique pour acquérir un sens magnétique justifie une exploration plus approfondie, mais nécessite encore plus de preuves avant que quoi que ce soit de concluant puisse être déclaré.

Référence: «La détection magnétique symbiotique: lever des preuves et au-delà» par Eviatar Natan, Robert Rodgers Fitak, Yuval Werber et Yoni Vortman, 10 août 2020, Transactions philosophiques de la Royal Society B.
DOI: 10.1098 / rstb.2019.0595

Fitak a obtenu son doctorat en génétique de l’Université d’Arizona et son baccalauréat en génétique moléculaire de l’Ohio State University. Il est membre du pôle Génomique et Bioinformatique de l’UCF.

Les co-auteurs de l’étude comprenaient Eviatar Natan avec The Aleph Lab, Ltd., à Oxford, en Angleterre; et Yuval Werber et Yoni Vortman du Tel-Hai Academic College à Tel Hai, Israël.