Jennifer Zaspel ne peut pas expliquer pourquoi elle a décidé de mettre son pouce dans la bouteille de papillon. Je voulais juste. Elle a attrapé des papillons de nuit une nuit de juillet dans l'Extrême-Orient russe et a attrapé un Calyptra, avec des boucles brunes sur ses ailes qui ressemblent à des feuilles séchées, dans une bouteille de collecte en plastique. Sur les 17 espèces tropicales de califes, huit étaient des vampires. Les mâles s'écartent parfois de leur alimentation fruitée, enfonçant leur robuste mâchoire buccale dans des mammifères tels que le bétail, les tapirs et même les éléphants et les humains pour boire du sang frais.
Mais Zaspel croyait qu'elle était en dehors du territoire dans lequel elle pouvait rencontrer des espèces de vampires. Elle a attrapé C. thalictri, largement connu en Suisse, en France et jusqu'au Japon comme un mangeur de fruits strict.
Avant d'enrouler la bouteille de papillon de nuit, «je viens de mettre mon pouce dedans pour voir ce qu'elle a fait», dit Zaspel. "Elle m'a percé le pouce et a commencé à me manger."
Voilà pour huit vampires. Zaspell, entomologiste au Musée public de Milwaukee, est toujours intriguée par la génétique des papillons de nuit dans deux endroits russes qu'elle a visités en 2006. Les mâles mordront le doigt du chercheur s'ils sont proposés, mais des études génétiques montrent que ces papillons sont sur la liste des espèces amies. Au moins ils devraient.
La trompe de Calyptra thalictri extrait le sang d'un scientifique. On a longtemps cru que ce papillon se nourrissait exclusivement de fruits, car sa trompe était mieux adaptée pour poinçonner les prunes que son pouce.
«Je comparerais cela à une piqûre d'abeille», dit Zaspel. Pour le bien de la science, l'un des collègues de Zaspel a volontairement documenté l'expérience, notant que le papillon a mangé pendant 20 minutes. Ces morsures ne passent certainement pas inaperçues. Ces papillons de nuit et autres vampires risquent leur vie en se nourrissant.
Interrompre les petits déjeuners rouges occasionnels ou essayer de survivre avec du sang seul est beaucoup plus difficile que ce que montrent les films. Relativement peu d'animaux mènent un mode de vie similaire: certains insectes et autres arthropodes, certains mollusques, certains poissons, parfois des oiseaux et, bien sûr, trois espèces de chauves-souris.
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Le sang n'est pas l'aliment le plus facile à manger. L'animal essaie généralement d'absorber autant de nourriture que possible à la fois. Mais avec de tels volumes héroïques, le sang peut être toxique. Cela dit, la nourriture sanglante seule ne suffit pas, car elle manque de certains des nutriments de base. Avec ce mode de vie, les intestins ont une physiologie particulière. Les outils modernes de génétique et de biologie moléculaire révèlent la spécialisation cachée nécessaire à l'alimentation en sang, ainsi que des pratiques brutales qui vont parfois à l'extrême, comme le transfert de sang d'un papillon de nuit à l'autre. Bien que beaucoup de ces adaptations biologiques ne correspondent jamais à la puissance des vampires immortels, à certains égards, elles peuvent être considérées comme des super pouvoirs.
Grande assiette
Pour comprendre les risques que prennent les vrais vampires, imaginez un animal qui pèse 35 millions de fois le vôtre. Maintenant, essayez de le mordre. Assez fort pour saigner.
De toute évidence, cela deviendra fou furieux. "Vous pouvez facilement être tué par un hôte", déclare le physiologiste des insectes moléculaires Pedro Oliveira de l'Université fédérale de Rio de Janeiro. Un multiplicateur de 35 millions est appliqué à un moustique de 2 milligrammes attaquant une personne de 70 kilogrammes.
Trouver une source de sang aussi géante n'est pas facile. «Si nous allons dans la forêt, il y aura des centaines de mètres de distance entre les hôtes vertébrés, et des centaines de mètres seront comme des kilomètres pour nous», dit Oliveira. Le petit vampire a alors besoin de trouver un capillaire pour mordre, à quelques millimètres sous la surface de la peau. Dans le cas des humains, seulement environ 10% de la peau convient.
Le professionnel de la succion du sang, le scarabée Rhodnius prolixus, possède des enzymes dans les intestins qui empêchent la tyrosine contenue dans les aliments de cristalliser et de perforer les tissus.
Compte tenu des dangers et des défis auxquels sont confrontés les donneurs de sang, «la plupart d'entre eux essaient de minimiser le nombre de visites», explique Oliveira. Ils boivent vite et boivent beaucoup. Un jeune coléoptère hématophage, capable de propager la maladie débilitante de Chagas, boit 10 fois son poids de sang en quelques minutes.
Le lier à la physiologie humaine? Oublie. Il y a des gens qui boivent délibérément du sang, et c'est une autre histoire, mais même de petites quantités selon les normes des vampires - comme le sang avalé par des saignements de nez - peuvent causer des maux d'estomac, ce qui signifie de la diarrhée, dit Thomas Gantz de la David Geffen School of Medicine of Université de Californie, Los Angeles. Le sang frais est difficile à digérer pour l'intestin humain et très peu d'eau est extraite du sang et envoyée aux reins. Gantz compare le sang à des solutions que les gens boivent pour nettoyer le système digestif, rapidement et inconfortablement, pour la coloscopie.
Les ingrédients qui seraient inoffensifs en grandes quantités peuvent être toxiques en cas d'apport sanguin élevé. «La dose détermine le poison», dit Oliveira.
Retirez l'eau du sang et obtenez 90% de protéines. Oliveira a fait face au danger de cette protéine lors de ses recherches sur la génétique de l'un des coléoptères américains, Rhodnius prolixus, dans son laboratoire. Ce coléoptère en forme de larme, au corps effilé vers la tête, se cache dans des crevasses à l'intérieur ou à l'extérieur. La nuit, les coléoptères mâles et femelles recherchent des personnes, leurs animaux de compagnie ou d'autres mammifères pour un repas de sang. Ce scarabée est extrêmement secret et, contrairement aux papillons vampires, ne réveille pas sa proie lorsqu'il est mordu. Contrairement aux moustiques, dont les piqûres transmettent des agents pathogènes par la salive, ce coléoptère transmet les parasites de la maladie de Chagas par les excréments qu'il laisse sur l'hôte.
De tous les acides aminés présents dans cette grande portion de boisson, la tyrosine à elle seule contient un large éventail d'enzymes prêtes à la décomposer dans l'estomac d'un coléoptère, ont montré des scientifiques en 2014. Trouver des enzymes qui décomposent la tyrosine dans l'intestin est «un peu bizarre», dit Oliveira. Chez les mammifères, le foie et les reins sont les seuls organes dotés d'enzymes dégradant la tyrosine. Encore une fois, la plupart des mammifères n'inondent pas leurs tripes uniquement avec des protéines.
Lorsque les chercheurs ont désactivé les capacités de briser la tyrosine du coléoptère, que ce soit génétiquement ou en bloquant chimiquement des enzymes, les coléoptères sont morts après le déjeuner. Oliveira et ses collègues ont écrit à ce sujet dans Current Biology en 2016. Certains des coléoptères morts ont montré que des cristaux de tyrosine ont percé les intestins et projeté son contenu dans la cavité corporelle. Cette découverte, ont noté les scientifiques, pourrait un jour donner aux biologistes moléculaires leur propre médicament qui servirait à tuer les vampires.
La succion du sang chez les arthropodes s'est développée indépendamment plusieurs fois (jusqu'à 21), mais le plus souvent, les vampires ont dû résoudre les mêmes problèmes avec diverses bizarreries de la biochimie. Cependant, la désintoxication de la tyrosine pourrait être un problème que de nombreuses lignées ont abordé d'une manière inhabituellement similaire, a déclaré Oliveira.
Les premiers coups d'arme pour désactiver la chimie générale sont des composés qui inhibent l'enzyme HPPD. L'enzyme arrête la dégradation de la tyrosine, et pas seulement chez les coléoptères susmentionnés. Lorsqu'elle a été testée, la méthode était sans danger pour les coléoptères laitiers et les vers farineux.
Mauvais sang
La tyrosine n'est que l'un des nutriments qui deviennent toxiques par volume. Dans le monde réel, la capacité des vampires à excréter des déchets est beaucoup plus importante qu'une sorte de pouvoir fictif pour soulever des camions.
Le néphrologue Jonas Axelsson de l'Institut Karolinska de Stockholm et ses collègues étudient la fonction rénale des chauves-souris vampires par rapport à leurs frères et sœurs vivant sur les fruits ou le nectar. Un régime alimentaire humain comprend généralement 50 à 120 grammes de protéines par jour, mais s'il est nourri comme une chauve-souris vampire, l'équivalent humain serait de 6000 grammes de protéines par jour pour un corps de 70 livres. Cette surdose de protéines signifie que ces chauves-souris ont une concentration de protéines dans les déchets métaboliques protéiques tels que l'urée, ce qui entraînera instantanément une insuffisance rénale chez l'homme.
Mais les souris vampires vont bien. Leurs reins sont de la même taille que ceux des autres chauves-souris. Les souris vampires consacrent plus d'espace aux longs tubules qui réabsorbent les nutriments de l'urine fraîchement préparée, note-t-il.
La plupart des protéines dans le sang sont l'hémoglobine, une molécule miracle contenant du fer qui transporte l'oxygène dans tout le corps et aide les vertébrés à devenir gros et gras. Cependant, la digestion rapide de cette quantité d'hémoglobine peut libérer une dose potentiellement toxique de fer dans la circulation sanguine. Une personne en bonne santé peut rendre son médecin heureux avec une concentration de fer dans le sang de l'ordre de 127 microgrammes pour 100 millilitres. Cependant, des concentrations 200 fois plus élevées ne semblent pas nuire aux espèces larvaires de lamproie. Les larves prennent du fer en mangeant tout ce qu'elles trouvent. À mesure que les lamproies marines (Petromyzon marinus) mûrissent, elles développent des rangées de dents impitoyables avec lesquelles elles creusent et sucent le sang d'autres poissons. Dans le même temps, la concentration de fer dans le sang tombe - à environ 10 fois le niveau de santé pour les humains.
Mais encore pire que les lamproies marines suceuses de sang, c'est la sécrétion qui empêche le sang de la victime de coaguler.
Les lamproies adhèrent d'abord à la peau, qui ressemble à une «ventouse hydratée sur le visage», explique la spécialiste de la lamproie et biologiste Margaret Docker de l'Université du Manitoba à Winnipeg, au Canada. Dans le cadre d'une expérience, elle a permis à une lamproie argentée suceuse de sang (Ichthyomyzon unicuspis) de se mordre la pommette. On les trouve dans les lacs et les ruisseaux d'Amérique du Nord. Seule la moitié des 38 espèces de lamproies dans le monde sucent le sang.
Les lamproies capturent bien les proies. Certains ne se désengagent pas même en montant des chutes d'eau ou des barrages. Il est extrêmement rare qu'un poisson ait le temps de laisser tomber une lamproie avant qu'elle n'attrape ses dents sur sa langue ou son disque oral et ne libère ses anticoagulants.
Les lamproies auraient pu devenir des parasites au tout début de l'histoire des vertébrés, et elles ont donc dû développer leurs tendances vampiriques pendant longtemps. Quelques fossiles du Dévonien vieux de 360 millions d'années, datant de bien avant l'apogée des dinosaures, montrent un disque oral avec 14 dents régulièrement espacées, apparemment prêtes à sucer le sang.
L'étude de la physiologie des suceurs de sang modernes a reçu une puissante source de nouvelles données en 2013, lorsqu'une équipe internationale de scientifiques a déchiffré un livre contenant des instructions génétiques pour la lamproie marine. Docker espère révéler d'autres astuces de désintoxication chez les lamproies, telles que la superoxyde dismutase, qui augmente à mesure que les niveaux de fer dans le foie augmentent chez les lamproies adultes. À ce stade, les cellules hépatiques sont similaires aux cellules humaines lorsqu'elles souffrent d'hémochromatose. Une autre raison d'étudier les vrais vampires, s'il n'y en a pas assez, est de découvrir de nouveaux secrets sur les maladies métaboliques humaines.
Pas assez
Dans le sang, il peut y avoir de manière catastrophique beaucoup de choses et de façon catastrophique peu d'autres. «Ce n'est pas facile pour les vampires de gérer cela», déclare la microbiologiste Rita Rio de l'Université de Virginie-Occidentale à Morgantown.
Elle explique qu'il n'y a pas assez de vitamines B dans le sang. Les animaux ont besoin de ces substances comme nutriments pour un large éventail de processus corporels de base tels que la régulation des gènes, la signalisation cellulaire et la dégradation des acides aminés. Cependant, les animaux ne peuvent pas faire leurs propres provisions. Tous les vampires Ryo contournent ce problème très intelligemment.
«J'adore les mouches tsé-tsé depuis que j'ai entendu parler d'elles», dit-elle. En Afrique subsaharienne, les mouches ont «une biologie vraiment cool», dit-elle, et ce n’est pas leur capacité à propager des parasites qui met les gens à mort.
Les mouches tsé-tsé sont similaires aux mouches domestiques grasses normales, mais sont très différentes. Au lieu de pondre beaucoup de petits œufs comme un insecte normal et d'espérer que certains des descendants ont de la chance, une mouche tsé-tsé femelle porte une progéniture à la fois. Un œuf y apparaît et, au fur et à mesure de sa croissance, il tire la nourriture des glandes «mammaires» à l'intérieur de la mère. Vous pouvez voir comment cela devient de plus en plus glouton. Parfois, la mère donne une progéniture plus grosse qu'elle. Et puis, à ce moment-là, la progéniture n'aura qu'un stade de marionnette, les séparant de la maturité. «Comme si j'avais donné naissance à un enfant de 12 ans», raconte Rio.
Quand une maman mouche donne à son bébé une longueur d'avance dans la vie, elle lui donne également l'infection qui sera nécessaire pour intégrer le régime sanguinolent à son alimentation. Chaque larve émerge avec sa propre bactérie en forme de bâtonnet, Wigglesworthia. Ces bactéries consomment des vitamines B et se développent à l'intérieur d'un organe spécial qui se développe à l'intérieur de la mouche. La version de cet organe par la mouche tsé-tsé - un bactériome - est comme «un petit beignet autour du tube digestif», dit Rio.
L'interaction entre la mouche et les microbes a attiré les biologistes évolutionnistes, car les gènes de la bactérie et de l'hôte changent au fil des générations, détruisant parfois ou créant des fonctions étranges, en fonction des actions de l'un des partenaires.
Chauves-souris faibles en gras
Un autre inconvénient du sang est sa faible teneur en matières grasses, du moins du point de vue de la chauve-souris vampire. Un petit mammifère volant ne peut supporter que 20 à 30% de son poids en tant que charge, de sorte qu'une petite collation sans gras ne pourra pas saturer une souris pendant longtemps. Une chauve-souris vampire typique (Desmodusrotundus) ne peut pas survivre trois jours sans boire du sang, explique le biologiste évolutionniste Gerald Wilkinson de l'Université du Maryland à College Park. C'est l'une des forces qui poussent ces souris à construire des réseaux circulatoires sociaux.
Ces mammifères aux dents acérées appartiennent à l'une des trois espèces de chauves-souris hématophages, qui se trouvent toutes dans les latitudes chaudes de l'hémisphère occidental. Wilkinson a rencontré le premier D. rotundus sauvage qu'il a étudié dans un ranch au Costa Rica, où il "a souvent décollé et atterri sur la croupe d'un cheval", dit-il. La souris avait un petit nez charnu, «comme un porc», capable de détecter la chaleur - cela aide à déterminer où le sang chaud coule le plus près de la surface du corps. En général, obtenir du sang «n'était pas la chose la plus triviale pour les souris». Habituellement, la souris passe une demi-heure à chercher un endroit, à peigner les poils du cheval, si nécessaire, à mordre un petit morceau de chair et à lécher la plaie en urinant. Le cheval ne se réveille même pas. Revenir à la plaie la nuit suivante est beaucoup plus facile que de trouver un nouvel emplacement. Wilkinson s'est rendu compte que la chauve-souris se nourrit du même cheval,malgré le fait que le cheval se déplace vers un autre pâturage.
Selon Wilkinson, la salive de chauve-souris a des propriétés anticoagulantes impressionnantes. «J'ai été mordu plusieurs fois et le sang a été difficile à arrêter», dit-il. "Les gens qui ont été mordus se sont réveillés dans une mare de sang - et souvent le sang disparaît longtemps après le départ de la chauve-souris."
Comparée à d'autres espèces de chauves-souris, la chauve-souris vampire commune a presque des super-pouvoirs: au lieu de voler, elle court juste au sol.
Lorsqu'une chauve-souris affamée ne peut pas trouver de nourriture pour la nuit, un suceur de sang expérimenté peut prélever du sang d'un chasseur plus performant. Ils positionnent leurs visages l'un contre l'autre, et "pendant qu'un animal est stationnaire, l'autre lèche", dit Wilkinson.
Dans ses premières expériences avec des chauves-souris captives, il a trouvé des animaux prêts à partager périodiquement du sang avec des souris affamées sans aucune sorte de relation. Pendant des décennies, les scientifiques se sont demandé s'il était juste de considérer les chauves-souris vampires comme des exemples d'altruistes naturels. Même en captivité, le vampire aide un parent affamé.
Oui, être un vampire est difficile. Par conséquent, les vampires s'entraident.
Ilya Khel