Une expédition dans la jungle de Nouvelle-Guinée a abouti à la découverte de deux nouvelles espèces d’oiseaux venimeux par des chercheurs de l’Université de Copenhague. Les modifications génétiques de ces espèces d’oiseaux leur ont permis de transporter une puissante neurotoxine.
Jønsson et son collègue chercheur de l’UCPH, Kasun Bodawatta, ont participé à un voyage de recherche semblable à celui d’Indiana Jones, risquant leur vie et leur intégrité physique pour combattre régulièrement des tribus et des ex-cannibales au milieu de la biodiversité à couper le souffle de la forêt tropicale de Nouvelle-Guinée. Ici, ils ont capturé deux nouvelles espèces d’oiseaux, chacune ayant développé la capacité de consommer de la nourriture toxique et de la transformer en son propre poison.
« Nous avons réussi à identifier deux nouvelles espèces d’oiseaux venimeux lors de notre dernier voyage. Ces oiseaux contiennent une neurotoxine qu’ils peuvent à la fois tolérer et stocker dans leurs plumes », explique Knud Jønsson du Musée d’histoire naturelle du Danemark, dans un communiqué.
Les deux oiseaux venimeux que les chercheurs ont découverts sont le siffleur régent ( Pachycephala schlegelii ) et le roux Aleadryas rufinucha ( Aleadryas rufinucha ).
« Nous avons été vraiment surpris de constater que ces oiseaux étaient venimeux car aucune nouvelle espèce d’oiseau venimeux n’a été découverte depuis plus de deux décennies », déclare Knud Jønsson.
La neurotoxine provoque des spasmes musculaires
Nous connaissons presque tous les grenouilles empoisonnées emblématiques d’Amérique du Sud et d’Amérique centrale. Ces petits amphibiens aux couleurs vives peuvent tuer un humain au moindre contact. La découverte des deux nouvelles espèces d’oiseaux venimeux en Nouvelle-Guinée, qui transportent le même type de toxine dans leur peau et leurs plumes, démontre que la toxine de grenouille est plus répandue qu’on ne le croyait.
Le poison dans le corps et le plumage de ces oiseaux s’appelle la batrachotoxine. C’est l’une des neurotoxines les plus puissantes connues et 250 fois plus toxique que la strychnine.
La batrachotoxine agit en forçant les canaux sodiques des muscles squelettiques à se verrouiller en position ouverte. Cela provoque des spasmes extrêmes des muscles et peut entraîner la mort par arrêt cardiaque presque immédiatement après le contact.
Kasun Bodawatta explique : « La toxine de l’oiseau est du même type que celle trouvée chez les grenouilles, qui est une neurotoxine qui, en forçant les canaux sodiques du tissu musculaire squelettique à rester ouverts, peut provoquer de violentes convulsions et finalement la mort ».
Un agent neurotoxique trop pimenté !
Les grenouilles venimeuses d’Amérique du Sud utilisent leur toxine pour se protéger des prédateurs. Bien que le niveau de toxicité des oiseaux de Nouvelle-Guinée soit moins mortel, il peut toujours servir à des fins défensives, mais la signification adaptative pour les oiseaux est encore incertaine.
La sensation provoqué par l’inhalation de cette toxine est équivalente, sans parler d’ingestion de poison, à celle ressentie lorsque nous coupons des oignons.
Jønsson souligne : « Les habitants n’aiment pas la nourriture épicée et évitent ces oiseaux, car, selon eux, leur viande brûle dans la bouche comme du piment. Cela pourrait indiquer que le poison dissuade les prédateurs dans une certaine mesure ».
S’approprier la toxine
Il faut savoir qu’il existe deux voies de production de poisons. Il y a des animaux venimeux qui produisent des toxines dans leur corps et d’autres qui absorbent les toxines de leur environnement. Comme les grenouilles, les oiseaux appartiennent à cette dernière catégorie.
En effet, les scientifiques estiment que les deux acquièrent des toxines à partir de ce qu’ils mangent. Des coléoptères contenant la toxine ont été trouvés dans l’estomac de certains oiseaux. Mais la source de la toxine elle-même n’a pas encore été déterminée.
Alors comment ces oiseaux font-ils pour ne pas subir les effets de la toxine et se l’approprier ? Les chercheurs ont étudié cela en s’inspirant des grenouilles venimeuses, dont les mutations génétiques empêchent la toxine de maintenir leurs canaux sodiques ouverts, et ainsi d’éviter les crampes.
Ainsi les chercheurs ont trouvés que les oiseaux possédaient également des mutations dans la zone qui régule les canaux sodiques mais pas exactement aux mêmes endroits que les grenouilles.
Par conséquent, ces études sur les oiseaux sont un parfait exemple d’évolution convergente : bien que la neurotoxine soit similaire à celle des grenouilles venimeuses d’Amérique du Sud, les oiseaux ont développé leur résistance et leur capacité à la transporter dans le corps indépendamment des grenouilles.
Plus précisément, leur ancêtre commun remonte à environ 300 millions d’années et n’était pas pourvu du trait génétique lui permettant de résister à la toxine. Puis des mutations chez ces espèces se sont produites dans les mêmes parties des canaux sodiques du muscle squelettique, mais elles ne sont pas identiques.
Recherche fondamentale et application concrète
Cette recherche fondamentale contribuera principalement à une meilleure compréhension des oiseaux de Nouvelle-Guinée et de la façon dont différentes espèces animales non seulement acquièrent une résistance aux toxines mais les utilisent comme mécanisme de défense.
D’autres aspects de la recherche pourraient avoir des actions concrète car la toxine conquise par les oiseaux au fil du temps est étroitement liée à d’autres toxines, comme celle responsable de l’intoxication par les mollusques
Knud Jønsson conclut : « De toute évidence, nous ne sommes pas en mesure d’affirmer que cette recherche a découvert le Saint Graal de l’empoisonnement par les mollusques ou des empoisonnements similaires, mais en ce qui concerne la recherche fondamentale, c’est un petit morceau d’un puzzle qui peut aider à expliquer comment ces toxines fonctionnent dans les cellules. et dans le corps. Et comment le corps de certains animaux a évolué pour les tolérer ».
Source : Bodawatta, K. H., Hu, H., Schalk, F., Daniel, J.-M., Maiah, G., Koane, B., Iova, B., Beemelmanns, C., Poulsen, M., & Jønsson, K. A. (2023). Multiple mutations in the Nav1.4 sodium channel of New Guinean toxic birds provide autoresistance to deadly batrachotoxin. Molecular Ecology, 00, 1– 14. https://doi.org/10.1111/mec.16878