Diminution par les insecticides de la discrimination spécifique

Laboratoire de Biométrie et
Biologis Evolutive
Diminution par les insecticides de la discrimination
spécifique phéromonale et coûts des accouplements
interspécifiques chez Trichogramma
Université Lyon1
Carole DUPONT, Jean-Marie DELPUECH & Roland ALLEMAND,
La spécificité phéromonale
Les Trichogrammes
La spécificité des phéromones sexuelles repose sur un
ensemble de mécanismes chez les mâles et les femelles
Ce sont des micro Hyménoptères parasitoïdes qui
Problématique
Mâles :
Femelles : Mélange phéromonal
- réception
- production
spécifique
- interprétation
- émission
- réponses
comportementales
parasitent de nombreux Lépidoptères ravageurs en
agriculture. Ils sont utilisés en lutte biologique et participent
de façon naturelle à la régulation des populations de
ravageurs.
⇒ les comportements impliqués dans la
spécificité entre espèces proches et
sympatriques sont-ils perturbés par la
présence de faibles doses d’insecticides dans
l’environnement ?
Cette spécificité peut jouer un rôle à différents
niveaux:
Les 2 espèces testées sont sympatriques et originaires de
la vallée du Rhône :
♦ Trichogramma semblidis
♦ Trichogramma evanescens
⇒ quelles sont les conséquences potentielles
pour la dynamique et l’évolution des
populations ?
- rapprochement d’individus de sexes différents
- sélection sexuelle intrapopulation
Leur reproduction est de type arrhénotoque : les femelles
vierges ne produisent que des mâles
- maintien de l’isolement reproducteur
précopulatoire : limite les interactions interspécifiques
Les femelles vierges émettent des phéromones sexuelles
peu volatiles qui se fixent sur le substrat
Méthode de test de la réponse comportementale des mâles placés en
position de choix entre les phéromones des 2 espèces
Marquage
(5 minutes)
Femelle
T. evanescens
Spécificité des phéromones sexuelles de Trichogramma
Suivi (8 minutes)
Femelle
T. semblidis
T. semblidis
Mâle
La réponse du
mâle est mesurée
en pourcentage de
temps passé dans
la zone marquée
par la femelle
conspécifique (de
même espèce que
le mâle testé)
Barre de
silicone
T. evanescens
Zone marquée par
les phéromones
conspécifiques
87.05%
(±1.88)
63.18%
(±1.82)
Perturbation de la reconnaissance spécifique phéromonale par le chlorpyriphos éthyle (organophosphoré) :
mâles exposés avant observation de leur réponse comportementale
Mâles T. semblidis
DL 0.1 Mâles T. semblidis
Mâles T. evanescens
100
90
80
90
80
90
90
80
70
80
70
50
40
30
20
Linéarité : F= 0.60 NS F= 0.30 NS
Pentes non-différentes: F=0.38 NS
ordonnées à l’origine différentes: F= 88.5 ***
10
0
0
1
2
3
4
5
6
70
60
50
40
30
20
Linéarité : F= 1.40 NS F= 0.50 NS
Pentes non-différentes: F=1.73 NS
ordonnées à l’origine différentes: F= 32.7 ***
10
0
7
8
0
1
2
traités (n=20)
3
4
5
6
7
0
latence avant accouplement
accouplements intraspécifiques
accouplements inters pécifiques
50
40
30
20
⇒ baisse de la probabilité d’accouplement (la
recherche des femelles étant moins efficace)
⇒ augmentation des interactions
interspécifiques lors de la recherche des
femelles pour l’accouplement : augmentation
potentielle de l’occurrence des accouplements
interspécifiques
Linéarité : F= 0.62 NS F= 1..44 NS
Pentes non-différentes: F=0.07 NS
ordonnées à l’origine non-différentes : F= 0.080 NS
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Tem ps (m inutes)
traités (n=34)
témoins (n=35)
traités (n=35)
⇒ diminution de la reconnaissance des phéromones
par les mâles T. semblidis uniquement
Accouplements simples
Femelles vierges
Femelles accouplées
intraspécifiquement
70
***
10
5
0
Vierges 32 (±4.35)
Intra 43.6 (±4.08)
25
15
comparaison du nombre moyen de
descendants :
Inter 18.3 (±1.60)
60
20
Doubles accouplements
Femelles accouplées
interspécifiquement
30
Nbre de descendants
100
- le temps de latence
avant l’accouplement est
plus long
- la durée de
l’accouplement est
allongée
⇒ l’exposition des mâles provoquent globalement
une diminution de la reconnaissance spécifique
des phéromones sexuelles
60
10
Tem ps (m inutes)
durée (secondes)
durée (secondes)
Pour les accouplements
interspécifiques :
⇒ l’exposition à la deltaméthrine (pyréthrinoïde)
donne des résultats semblables pour les mâles T.
semblidis (non illustré)
Coûts en fécondité des accouplements interspécifiques
400
200
Linéarité : F= 0.85 NS F= 0.52 NS
Pentes non-différentes: F=0.008 NS
ordonnées à l’origine différentes: F= 79.0 ***
témoins (n=35)
traités (n=25)
80% des couples mis en présence vont jusqu'à
l'accouplement
300
30
20
0
8
Ils ont été observés au laboratoire entre mâles T.
evanescens et femelles T. semblidis
***
40
Temps (m inutes)
témoins (n=24)
Les accouplements interspécifiques
500
50
10
⇒ diminution de la reconnaissance des phéromones par les mâles des 2 espèces
⇒ disparition de la reconnaissance pour les mâles T. evanescens
600
60
0
Tem ps (minutes)
témoins (n=24)
Réponse des mâles (%)
100
Réponse des mâles (%)
100
70
60
⇒ l’exposition des femelles aux insecticides ne
modifie pas la spécificité du mélange émis (non
illustré)
Mâles T. evanescens
100
Réponse des mâles (%)
Réponse des mâles (%)
DL 20
Placés en position de choix
entre les phéromones des
femelles des 2 espèces, les
mâles préfèrent les phéromones
émises par les femelles de leur
espèce (conspécifique)
Les mâles T. semblidis
montrent une préférence plus
forte
mâles Intra 18.5 (±2.94)
femelles accouplées
femelles accouplées
intra/intra
inter puis intra
50
p<0.001
Inter 18.3 (±1.60)
50
femelles vierges
p<0.05
45
40
P=0.53
35
40
30
25
30
comparaison du nombre moyen de
descendants :
20
Vierges 32.2 (±2.71)
10
Inter/intra 12.4 (±1.42)
durée accouplement
0
Intra/intra 32.0 (±4.13)
Femelles
males
indéterminés
femelles
15
10
p<0.001
5
Inter/intra 12.4 (±1.42)
mâles Intra/intra 13.5 (±1.71)
⇒ Les accouplements interspécifiques provoquent une baisse de
la fécondité des femelles par mortalité des œufs fécondés
20
p<0.001
0
P=0.62
mâles
femelles
⇒ la descendance femelle ne peut pas être rétablie par un
accouplement intra après un premier accouplement interspécifique
Conclusions
Diminution de la reconnaissance spécifique des mâles ayant été exposés à l’insecticide
⇒ baisse de la probabilité d’accouplement due à une diminution de l’efficacité des mâles à
localiser les femelles
⇒ augmentation des interactions interspécifiques lors de la recherche des femelles pour
l’accouplement ; augmentation potentielle de l’occurrence des accouplements
interspécifiques
Les accouplements interspécifiques ont des coûts forts sur la fitness des individus impliqués
les femelles accouplées interspécifiquement ne sont plus attractives vis-à vis des mâles
de leur espèce (non illustré)
coût en temps
perte de gamètes pour les mâles
baisse de la fécondité des femelles
biais du sex ratio en faveur des mâles
pas de rétablissement de la fécondité initiale des femelles par un second accouplement
intraspécifique
Perspectives:
Étude des effets sublétaux des insecticides sur d’autres comportements
intervenant dans le maintien de l’isolement reproducteur (rythmes d’activité, choix
habitats…)
Étude de l’évolution à long terme des effets sublétaux dans les populations
régulièrement exposées à l’insecticide
Modèles pour évaluer les conséquences potentielles de ces effets sur l’évolution
et la dynamique des populations exposées (intégrant les interactions entre espèces
sympatriques)
⇒ conservation des populations naturelles d’auxiliaires (telles que les
parasitoïdes qui contrôlent naturellement populations de ravageurs…)