Les parasites : ces sorciers du contrôle mental

Comment les parasites manipulent le comportement de leurs hôtes.

Traduction d’un article de Laith Al-Shawaf

Et si une force extérieure pouvait contrôler votre esprit et vous faire agir contre vos propres intérêts ? C’est une perspective terrifiante, qui capte notre imagination et revient fréquemment dans notre fiction. C’est le but de l’une des trois malédictions impardonnables de Harry Potter. C’est le but de Newspeak, le langage fictif du 1984 de George Orwell. Il fascine par des classiques tels que Brave New World et The Manchurian Candidate. Dans les années 1950, la CIA était tellement préoccupée par le fait que les communistes avaient développé des techniques de contrôle de l’esprit qu’ils ont lancé leur propre programme secret appelé MK-ULTRA, dont le but était d’utiliser des drogues hallucinogènes et des manipulations biologiques pour obtenir un contrôle de l’esprit d’une manière qui pourrait être utilisée contre les ennemis des États-Unis. Cela n’a pas fonctionné, mais le contrôle de l’esprit est réel et on peut l’observer dans la nature. Les parasites le font tout le temps.

Les parasites sont des organismes qui vivent dans ou sur d’autres créatures, se nourrissant de leurs hôtes et prenant leurs ressources. Ils infectent les animaux et tirent leurs ficelles comportementales, les manipulant comme des marionnettes. Ces parasites sont «essentiellement des neuroingénieurs», comme le dit un article récent , «capables de contrôler le système nerveux central des hôtes qu’ils infectent». ¹ Leurs tactiques sont étonnantes.

Le contrôle mental neurochimique ne relève pas seulement de la science-fiction.

Considérons le parasite de la douve Dicrocoelium dendriticum. Il organise un cycle qui commence dans le foie d’un animal à sabots – une vache ou un mouton. Premièrement, il pond des œufs qui se retrouvent dans le système digestif de l’animal. Lorsque les œufs sont expulsés, un escargot s’en nourrit. Les œufs du parasite éclosent dans les intestins de l’escargot. Une fois que les larves en sont capables, elles traversent l’intestin de l’escargot dans son tube digestif, où elles deviennent juvéniles. Les parasites sortent lorsque l’escargot excrète une boule de bave.

Les fourmis avalent alors les boules de bave chargées de douves. Le parasite a maintenant besoin que sa fourmi hôte soit mangée par un animal à sabots pour redémarrer le cycle, mais c’est un problème car les animaux à sabots mangent de l’herbe, pas des fourmis. La solution du parasite ? Faites grimper la fourmi au bout d’un brin d’herbe et immobilisez-la là, à l’endroit exact où elle a le plus de chances d’être mangée par une vache ou un mouton qui broute. Mais être à la vue du soleil de midi pourrait brûler et tuer la fourmi avant qu’elle n’ait une chance d’être mangée. Pour résoudre ce problème, le parasite fait reculer la fourmi sur le brin d’herbe lorsqu’il fait trop chaud. Lorsque le temps se refroidit, D. dendriticum ramène la fourmi vers le haut après que le risque de mort par brûlure est passé.

Tous les parasites ne sont pas microbiens. Prenez les parasites du couvain, des oiseaux qui laissent leurs œufs dans les nids d’autres oiseaux afin que ces œufs abandonnés puissent être élevés par des parents nourriciers involontaires. Certains parasites du couvain utilisent des stratégies de manipulation de type mafieux : si les parents hôtes rejettent l’œuf étranger, le parasite du couvain reviendra et punira les hôtes en détruisant tout leur nid. Dans une étude, les chercheurs ont manipulé expérimentalement si les œufs de parasites (vachers) étaient rejetés des nids hôtes (parulines) et ont découvert que les parasites des vachers revenaient et détruisaient 56 % des nids rejeteurs, contre seulement 6 % des nids accepteurs. ²L’intérêt de cette stratégie antiparasitaire est qu’elle incite à la conformité des parents hôtes : si l’hôte tolère un œuf étranger, il sera autorisé à élever plusieurs de ses propres descendants. S’il rejette l’œuf étranger, il perdra toute sa propre progéniture. L’hôte est donc contraint de tolérer les œufs de parasites. Les chercheurs ne savent pas encore si des parasites réguliers, non couvéaux, utilisent des stratégies similaires à celles de la “mafia” pour obliger leurs hôtes à se conformer.

Le ver plat parasite Euhaplorchis californiensis adopte une approche plus bizarre. Sa mission : infecter un poisson, détourner l’esprit du poisson et le contraindre à se faire manger par un oiseau, où le ver plat peut terminer son cycle de vie. Le ver plat manipule le poisson pour qu’il passe plus de temps à la surface de l’eau, l’endroit idéal pour un poisson qui veut devenir un dîner d’oiseau. ³ Le parasite a également un deuxième tour dans son sac : il fait rouler le poisson sur le côté à plusieurs reprises et montre son ventre, ce qui dégage une lueur argentée remarquable qui attire l’attention des oiseaux prédateurs au-dessus de sa tête.

Comment fait E. californiensis ? Il s’installe dans le cerveau du poisson et modifie sa neurochimie. ⁴ Bien que les mécanismes exacts restent à découvrir, les preuves montrent que le parasite module les niveaux de dopamine et de sérotonine du poisson, liés à l’excitation et à la locomotion, inhibant sa réponse naturelle au stress. Essentiellement, le parasite encourage le poisson à rester mobile et visible, ce qui le rend plus susceptible d’être mangé par ses prédateurs. Le contrôle mental neurochimique ne relève pas seulement de la science-fiction. C’est une stratégie réussie que certains parasites ont transformée en un art finement réglé.

Comme E. californiensis, le ver plat Leucochloridium manipule également son hôte pour qu’il soit dévoré par des prédateurs. Ce ver plat rusé infecte les escargots avec un talent artistique. Pour que son hôte ressemble davantage à une chenille savoureuse – extra juteuse et attrayante pour les oiseaux – le parasite transforme les tiges des yeux de l’escargot en une danse de couleurs palpitante et captivante.

Les parasites ont plus d’une méthode pour s’en sortir. Parfois, ils manipulent leur hôte pour qu’il recherche l’environnement dont il a besoin pour se reproduire ou pour libérer ses œufs. Lorsqu’un parasite de vers à cheveux infecte un grillon, il pousse le grillon à faire quelque chose de choquant : se suicider en sautant dans l’eau. Cela tue le grillon mais profite au ver : le parasite peut maintenant émerger de son hôte grillon et commencer la prochaine étape de son cycle de vie, qui consiste à trouver un partenaire et à libérer ses œufs de parasite dans l’eau. Si vous pensez que cela semble trop bizarre pour être réel, croyez-moi, je comprends. Mais les preuves montrent que cette stratégie – conduire son hôte à un suicide aqueux – est si efficace qu’elle a évolué plus d’une fois parmi différentes lignées de parasites.

Les champignons parasites ont une astuce similaire. Leur manipulation n’implique pas d’eau, mais elle est tout aussi dramatique. Le champignon force sa fourmi infectée à grimper sur une branche élevée d’un arbre afin que la fourmi puisse mourir là où les conditions sont meilleures pour le parasite. Du point de vue du parasite, une branche surélevée est le point de vue idéal pour faire pleuvoir des spores fongiques sur de nouveaux hôtes.

Pour apprécier à quel point cette tactique est sophistiquée, il est utile de savoir que les fourmis sont passées maîtres dans l’art d’arrêter la propagation des maladies infectieuses. Ils mettent en quarantaine les membres malades de leur groupe et lorsqu’un compagnon de nid meurt, ils retirent rapidement le cadavre du nid. En forçant les fourmis infectées à quitter le nid et à mourir ailleurs, le champignon parvient à contourner les pratiques de mise en quarantaine des fourmis. Parce que la fourmi infectée meurt à l’extérieur de sa base d’attache, il devient impossible pour ses compagnons de nid de se débarrasser en toute sécurité de son cadavre. Étonnamment, cette tactique – manipuler les hôtes pour qu’ils désertent leur colonie afin qu’ils puissent mourir dans un endroit qui répond mieux aux besoins des parasites – est si efficace qu’elle a évolué au moins quatre fois indépendamment parmi les organismes vivants.

Les parasites surpassent nos neurosciences les plus avancées en matière de manipulation comportementale.

“Il y a quelque chose à la fois énervant et envoûtant dans le spectacle d’un animal se déplaçant contre son instinct au rythme du tambour d’un parasite à l’intérieur de son corps”, écrivent le neuroéthologue Frederic Libersat et son co-auteur David Hughes dans un article de 2019 dans Current Biology . ¹ “Pour les biologistes, le fait que de telles machinations aient évolué à plusieurs reprises dans le monde naturel nous offre de grandes opportunités de comprendre le pourquoi et le comment de la manipulation et d’inclure des adaptations aussi impressionnantes dans notre cadre pour comprendre l’évolution par la sélection naturelle.” La sélection naturelle : le plus merveilleux des algorithmes.

Une autre façon pour les parasites de se déplacer d’un hôte à l’autre consiste à infecter un organisme et à l’utiliser comme véhicule ou vecteur pour aider le parasite à se propager. Le parasite responsable du paludisme Plasmodium a maîtrisé cette tactique. Lorsqu’il s’installe dans les moustiques, il interfère avec leur capacité à boire correctement. Le fait est que si le moustique reste assoiffé, il devra prélever du sang sur un plus grand nombre d’hôtes, ce qui permet au parasite d’entrer dans plus d’hôtes. ⁵

Quant à nous, le parasite altère la capacité de notre sang à coaguler, ce qui l’aide à passer de notre circulation sanguine aux moustiques. Certaines études suggèrent que le parasite du paludisme peut même rendre les personnes infectées plus attrayantes pour les moustiques. Si c’est vrai, ce ne serait pas la seule espèce à faire quelque chose comme ça : le parasite qui cause la leishmaniose, une maladie tropicale qui peut causer des lésions cutanées, modifie l’odeur de ses hôtes , et le virus qui cause la dengue manipule les gènes dans le l’antenne du moustique qui affectent ses récepteurs olfactifs, améliorant ainsi l’odorat du moustique. ⁶ Les parasites peuvent être petits et invisibles à l’œil nu, mais ce sont de puissants manipulateurs.

Une autre voie parasitaire est l’une des préférées des guêpes : passez un peu de temps à mûrir à l’intérieur de votre hôte, émergez lorsque vous êtes prêt, pondez vos œufs à proximité, puis manipulez l’hôte pour qu’il prenne soin de vous et de votre progéniture. ⁷ Les guêpes parasitoïdes utilisent cette stratégie classique, ou une variante de celle-ci, avec leurs hôtes araignées et chenilles. Dans certains cas, la guêpe fait agir son hôte comme un garde du corps. Une étude de 2008 révèle qu’après que les larves de guêpes ont quitté l’hôte pour se nymphoser, “l’hôte arrête de se nourrir, reste proche des pupes, fait tomber les prédateurs avec de violents balancements de tête et meurt avant d’atteindre l’âge adulte”. ⁸

Dans d’autres cas, la guêpe transforme son hôte en un travailleur de la construction zombie. L’araignée ou la chenille détournée travaille dur pour tisser une toile ou un cocon qui protège la guêpe et sa progéniture plutôt que l’hôte, pour être tuée dès qu’elle a fini de tisser ! Dans une étude de 2000 publiée dans Nature , l’écologiste comportemental William Eberhard montre que “le mécanisme utilisé par la larve pour manipuler le comportement de l’araignée est à action rapide, apparemment chimique, et a des effets à long terme”. ⁹

Une mise en garde importante : lorsque des hôtes infectés adoptent un comportement étrange, ce n’est pas toujours dû à une manipulation parasitaire. Considérez un hôte qui est infecté puis se déplace vers un nouveau microhabitat. Cela pourrait être une manipulation : le parasite pourrait avoir besoin du nouvel habitat pour entrer dans sa prochaine étape de vie, comme avec le ver capillaire qui émerge du grillon dans l’eau. Cependant, les hôtes infectés recherchent souvent des microhabitats plus chauds afin de tuer les parasites qui les infectent. ¹⁰ Pour tuer les envahisseurs étrangers, les animaux à sang chaud ont souvent de la fièvre, tandis que les animaux à sang froid utilisent des sources de chaleur externes pour élever leur température corporelle, en cherchant une pierre chaude au soleil, par exemple. Les deux stratégies tuent avec succès les parasites . ¹¹

Le résultat est que lorsque des hôtes infectés se comportent de manière étrange, nous ne pouvons pas déduire automatiquement une manipulation parasitaire. Un comportement étrange après l’infection pourrait être l’une des trois choses suivantes : la manipulation parasitaire, un simple sous-produit de la maladie ou une réponse adaptative de l’hôte à l’infection, comme dans l’exemple de la fièvre ci-dessus. ⁷ Parce que les trois possibilités sont réelles, les biologistes essaient d’être aussi prudents que possible lorsqu’ils démêlent les interprétations alternatives.

Il est assez clair, cependant, que la guêpe bijou Ampulex compressa parvient à contrôler l’esprit avec le petit acte de neurochirurgie qu’elle commet sur sa victime de cafard. La guêpe localise une région spécifique du cerveau de son hôte cafard et lui injecte un cocktail neurochimique qui semble conçu dans un but précis. L’injection précise de la guêpe ne paralyse pas le cafard, mais elle le prive de sa volonté de s’échapper – une distinction cruciale pour le succès du parasite. ¹²Si le gardon était paralysé, il serait trop gros pour que la guêpe puisse le traîner. Parce que le gardon n’est pas paralysé, la petite guêpe est capable de le traîner, et la victime se déplace utilement comme un animal dressé en laisse. De cette façon, la guêpe emmène le cafard zombie dans sa tanière, pond un œuf sur sa victime et l’enterre vivante. Tout au long de ce processus macabre, le cafard ne montre aucun intérêt à s’échapper. En utilisant la neurochirurgie pour priver le cafard de sa volonté de s’échapper, mais en s’abstenant de le paralyser physiquement, la guêpe a élaboré la solution exacte dont elle a besoin.

La solution est si précise que c’en est choquant. Mais peut-être que cela ne devrait pas nous surprendre que les parasites surpassent nos neurosciences les plus avancées en matière de manipulation comportementale. Après tout, l’évolution leur a donné une longueur d’avance de plusieurs millions d’années.

Laith Al-Shawaf est professeur agrégé de psychologie à l’Université du Colorado à Colorado Springs. Suivez-le sur Twitter @LaithAlShawaf .

Image principale : Rvector / Shutterstock

Références

1. Hughes, DP & Libersat, F. Manipulation parasitaire du comportement de l’hôte. Biologie actuelle 29 , R45-R47 (2019).

2. Hoover, JP & Robinson, SK Le comportement mafieux de représailles d’un vacher parasite favorise l’acceptation par l’hôte des œufs parasites. Actes de l’Académie nationale des sciences 104 , 4479-4483 (2007).

3. Lafferty, KD & Morris, KA Le comportement modifié du fondule parasité augmente la sensibilité à la prédation par les oiseaux hôtes finaux. Écologie 77 , 1390-1397 (1996).

4. Shaw, JC, et al. Manipulation parasitaire des monoamines cérébrales chez le fondule de Californie ( Fundulus parvipinnis ) par le trématode Euhaplorchis californiensis . Actes de la Royal Society B 276 , 1137-1146 (2009).

5. Lefèvre, T., et al. Chapitre 3 Invasion des voleurs de corps : la diversité et l’évolution des stratégies de manipulation dans les interactions hôte-parasite. Advances in Parasitology 68 , 45-83 (2009).

6. Staniek, ME & Hamilton, JGC L’odeur des chiens domestiques infectés par Leishmania infantum est attrayante pour les phlébotomes femelles mais pas pour les mâles : Preuve de la manipulation des parasites. PLoS Pathogens 17 , e1009354 (2021).

7. Poulin, R. Chapitre 5 – Manipulation parasitaire du comportement de l’hôte : mise à jour et foire aux questions. Avancées dans l’étude du comportement 41 , 151-186 (2010).

8. Grosman, AH, et al. Le parasitoïde augmente la survie de ses pupes en incitant les hôtes à combattre les prédateurs. PLoS One 3 , e2276 (2008).

9. Eberhard, WG Manipulation d’araignée par une larve de guêpe. Nature 406 , 255-256 (2000).

10. Moore, J. Le comportement des animaux parasités. BioScience 45 , 89-96 (1995).

11. Neese, RM & Williams, GC Pourquoi nous tombons malades : La nouvelle science de la médecine darwinienne Vintage Books, New York, NY (1996).

12. Al-Shawaf, L. Le pourquoi n’est pas le même que le comment : Niveaux d’analyse et progrès scientifique en psychologie. Aréo (2020).