Les pleurotes carnivores peuvent tuer les vers ronds avec du « gaz nerveux dans une sucette »

pleurotes (pleurésie ostrée) sont un aliment de base dans de nombreux types de cuisines, prisés pour leurs saveurs douces et leur arôme mystérieux qui évoque l’anis. Ce champignon de couleur crème est également l’une des nombreuses espèces de champignons carnivores qui se nourrissent de Nématodes (vers ronds) en particulier. Les champignons ont développé un nouveau mécanisme pour paralyser et tuer leurs proies nématodes : une toxine présente à l’intérieur de structures ressemblant à des sucettes appelées kystes de toxine qui, lorsqu’elle est émise, provoque la mort cellulaire généralisée des nématodes en quelques minutes. Les scientifiques ont maintenant identifié le composé organique volatil spécifique responsable de cet effet, selon un nouvelle feuille Publié dans la revue Science Advances.

Les champignons carnivores tels que les pleurotes se nourrissent de nématodes car ces petites créatures sont abondantes dans le sol et fournissent une source utile de protéines. Différentes espèces ont développé différents mécanismes pour chasser et consommer leurs proies. Par exemple, omiesites Ce sont des organismes ressemblant à des champignons qui envoient des « cellules de chasseurs » pour chasser les nématodes. Une fois trouvés, ils forment des kystes près de la bouche ou de l’anus du ver rond, puis s’injectent dans les vers pour attaquer les organes internes. Un autre groupe d’albicans utilise des cellules qui agissent comme des harpons à la recherche de proies, injectant des spores fongiques dans le ver pour sceller son destin.

D’autres champignons produisent des spores irritantes en forme de bâton ou de poignard. Les nématodes ingèrent des spores qui se logent dans l’œsophage et germent en perforant l’intestin du ver. Il existe des structures collantes en forme de branche qui agissent comme de la superglue; des colliers mortels qui se détachent lorsque les nématodes traversent et s’injectent dans les vers ; Plus d’une douzaine d’espèces fongiques utilisent des leurres qui s’effondrent en moins d’une seconde, pressant les nématodes à mort.

Agrandir / Image au microscope électronique à balayage (MEB) de kystes toxiques P.ostreatus filament fongique.

Yi Yun Lee

Les pleurotes évitent ces pièges physiques au profit d’un mécanisme chimique. P.ostreatus C’est ce qu’on appelle un « bois fileur » qui cible les arbres morts, mais le bois est relativement pauvre en protéines. Ses longs filaments ramifiés (appelés filaments) font partie du « champignon » qui pousse dans le bois pourri. Ces hyphes sont la maison des kystes de poison. Lorsque les nématodes rencontrent les kystes toxiques, ils éclatent et les nématodes sont généralement paralysés et meurent en quelques minutes. Une fois que la proie est morte, les hyphes se développent dans les corps du nématode, en dissolvant le contenu et en aspirant la bouillie pour les nutriments.

En 2020, une équipe de scientifiques de l’Academia Sinica à Taïwan a testé les 15 espèces P.ostreatus Et je l’ai trouvé Tous les 15 peuvent produire des gouttes toxiques lorsqu’ils ont faim. Ils ont également testé 17 espèces de nématodes et ont découvert qu’aucune d’entre elles ne pouvait survivre à l’exposition aux toxines. Le co-auteur Cheng Han Li et ses collègues ont suggéré que le coupable pourrait être le calcium stocké dans les muscles des animaux, qui, lorsqu’il est libéré en réponse aux signaux nerveux, provoque la contraction des muscles. Les muscles se détendent lorsque les signaux nerveux remplissent les réserves de calcium.

Pour tester l’hypothèse, l’équipe a mené des expériences où le calcium dans les vers était visible, puis a suivi la réponse à l’exposition aux kystes de pleurotes. Ils ont découvert que les muscles du pharynx et de la tête du nématode empoisonné étaient inondés de calcium et ont déclaré que le calcium ne disparaissait pas, entraînant une mort généralisée des cellules neuromusculaires. Ils ont suggéré que le venin déclenche la réponse initiale au calcium, mais bloque ensuite le mécanisme par lequel les nématodes reconstituent leur apport en calcium.

mais moi et al. Ils n’ont pas été en mesure d’identifier les toxines spécifiques responsables de l’effet, bien qu’ils aient noté que le mécanisme chimique du pleurote était différent des nématicides actuellement utilisés pour contrôler les populations de nématodes. Pour la nouvelle étude, Li et ses co-auteurs ont utilisé un spectromètre de masse chromatographie en phase gazeuse pour faire exactement cela. La première version de l’expérience a testé un flacon d’échantillon contenant uniquement du milieu de culture et des billes de verre. Un deuxième exemplaire a testé un échantillon contenant un flacon P.ostreatus qui ont été élevés pendant deux à trois semaines. La troisième copie était un mélange des deux premiers flacons d’échantillons de test contenant les deux cultures P.ostreatus et perles de verre.

Le coupable : une cétone volatile appelée 3-octanone, qui est l’un des nombreux composés organiques volatils (COV) naturels que les champignons utilisent pour communiquer. La 3-octanone semble également agir comme un mécanisme efficace de destruction des nématodes. L’exposition de quatre espèces de nématodes à la 3-octanone a provoqué un afflux massif (et mortel) d’ions calcium dans les cellules nerveuses et musculaires. Le dosage est critique, selon les auteurs. De faibles doses repoussent les limaces et les escargots, mais des doses élevées sont mortelles. Il en va de même pour les nématodes. Une concentration élevée de plus de 50 % de 3-octanone est nécessaire pour provoquer une paralysie rapide et une mort cellulaire généralisée. L’équipe a également provoqué des milliers de mutations génétiques aléatoires dans le champignon. Les mutants qui n’ont pas développé de kystes toxiques sur leurs hyphes n’étaient plus toxiques pour les nématodes Certains types sont élégants.

Quant à savoir pourquoi les champignons développent un mécanisme si inhabituel de destruction des nématodes, les auteurs suggèrent que c’est parce que les arbres qui meurent ou pourrissent sont particulièrement pauvres en azote, et ce mécanisme est un bon moyen pour les champignons de compenser cette carence. Ces kystes peuvent même servir un but défensif. Certains types de nématodes peuvent percer les hyphes fongiques pour aspirer le cytoplasme, de sorte que la présence de kystes émettant des gaz toxiques sur les hyphes pourrait protéger les champignons de ces prédateurs.

DOI : Avancées scientifiques, 2023. 10.1126/sciadv.ade4809 (À propos des DOI).