Les pygargues à tête blanche, ainsi que d’autres animaux sauvages, succombent à une mystérieuse maladie neurodégénérative dans le sud des États-Unis depuis les années 1990. Une nouvelle recherche de l’Université Martin Luther de Halle-Wittenberg (MLU) en Allemagne et de l’Université de Géorgie aux États-Unis identifie la cause de ces décès: une toxine produite par des cyanobactéries qui poussent sur des plantes aquatiques envahissantes. Le problème est potentiellement exacerbé par les herbicides utilisés pour lutter contre ces plantes. Les résultats ont été publiés dans La science.
En 1994, des pygargues à tête blanche mouraient massivement dans l’État américain de l’Arkansas. Les animaux perdaient le contrôle de leur corps et des trous se développaient dans leur cerveau. Une maladie neurodégénérative inconnue auparavant, appelée myélinopathie vacuolaire (VM), a été identifiée. «L’origine de la maladie était un mystère complet», explique le professeur Timo Niedermeyer de l’Institut de pharmacie de MLU.
Plus tard, des chercheurs américains ont découvert que non seulement les aigles étaient touchés, mais aussi leurs proies herbivores. Les scientifiques ont découvert un lien avec une plante aquatique envahissante (Hydrilla verticillata) qui pousse dans les lacs d’eau douce des régions touchées. Cependant, il y avait encore des lacs avec la plante aquatique où la maladie ne se manifestait pas. En 2005, Susan B. Wilde, professeur à la Warnell School of Forestry and Natural Resources de l’Université de Géorgie, a identifié une cyanobactérie jusque-là inconnue sur les feuilles d’Hydrilla verticillata, qui semblait être la cause de la maladie. Il s’est avéré que la myélinopathie vacuolaire ne se produit que dans les endroits où la cyanobactérie colonise la plante invasive. Elle a appelé la bactérie « tueur d’aigle qui pousse sur Hydrilla »: Aetokthonos hydrillicola.
«Je suis tombé sur un communiqué de presse publié par l’université de Géorgie et j’ai été fasciné par ces découvertes, car je travaille avec des cyanobactéries depuis des années», explique Niedermeyer. Il s’est fait envoyer des échantillons, a cultivé les bactéries en laboratoire et les a renvoyés aux États-Unis pour des tests supplémentaires. Mais les tests se sont révélés négatifs: les bactéries du laboratoire n’ont pas induit la maladie. « Ce ne sont pas seulement les oiseaux qui devenaient fous, nous l’étions aussi. Nous voulions comprendre cela », explique Niedermeyer. Une fois de plus, il s’est fait envoyer des feuilles de colonisation. Steffen Breinlinger, doctorant dans son groupe de recherche, a ensuite utilisé un nouveau spectromètre de masse par imagerie pour étudier la composition à la surface de la feuille de la plante, molécule par molécule. Il a découvert une nouvelle substance qui n’apparaît que sur les feuilles où poussent les cyanobactéries, mais qui n’est pas produite dans les bactéries cultivées.
Ses recherches sur la structure chimique de la molécule isolée ont montré qu’elle contient cinq atomes de brome. «La structure est vraiment spectaculaire», déclare Breinlinger. Les propriétés sont inhabituelles pour une molécule formée par des bactéries. Et ils expliquent pourquoi la toxine ne s’est pas formée dans des conditions de laboratoire. Les milieux de culture standard dans lesquels poussent les cyanobactéries ne contiennent pas de bromure. «Nous avons ensuite ajouté du bromure à nos cultures de laboratoire, et – les bactéries ont commencé à produire la toxine», explique Breinlinger. Wilde et ses collègues ont testé la molécule isolée chez les oiseaux, et enfin, après près d’une décennie de recherche dans les laboratoires Wilde et Niedermeyer, ils en ont eu la preuve: la molécule déclenche la VM. Selon le nom de la bactérie, les chercheurs appellent leur découverte étokthonotoxine, «poison qui tue l’aigle». «Enfin, nous n’avons pas seulement attrapé le meurtrier, mais nous avons également identifié l’arme que les bactéries utilisent pour tuer ces aigles», explique Wilde.
Un groupe de recherche participant à l’étude de l’Académie tchèque des sciences a également trouvé des sections d’ADN contenant des informations génétiques pour la synthèse de la nouvelle molécule. La raison pour laquelle les cyanobactéries forment la toxine sur les plantes aquatiques en premier lieu, cependant, n’a pas encore été étudiée. L’un des herbicides utilisés pour lutter contre la plante aquatique envahissante pourrait jouer un rôle crucial dans l’apparition de la VM: il contient du bromure et pourrait donc stimuler la production de toxines.
La maladie neurologique n’est pas encore survenue en Europe et aucun cas de cyanobactérie formant une toxine n’a été signalé.
Source de l’histoire:
Matériaux fourni par Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.
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