TD3 : les phéromones

TD3 : les phéromones
Introduction
Jean-Henri Fabre a mis en évidence la présence des phéromones (1879)
 Utilisation de lépidoptères femelles pour attirer les mâles
 Les femelles vierges sont enfermées (il a utilisé le grand paon de nuit qui est le plus grand papillon d'Europe)
 Il a déplacé les mâles à 5km
 Les mâles sont quand même capables de retrouver les femelles
 Il existe une différence de structure entre les antennes mâles et femelles,
o Mâle : pectinées, antennes très développées pour capter les phéromones sexuelles de la femelle
o Femelle : filiformes, peu développées
 Dimorphisme sexuel
 L'accouplement met fin à l'émission des phéromones et à l'attractivité sexuelle
Karl von Frisch (1919) a mis en évidence le rôle des antennes dans la perception des odeurs chez les abeilles.
Adolf Butenandt (1959) travaux sur les hormones sexuelles, sur le bombyx du mûrier (chenille = ver à soie)
 La femelle est capable d'attirer le mâle à grande distance
 Identification du bombykol, première phéromone caractérisée chimiquement.
Phéromones
Signifie transporter une excitation
- (mélange de) substance chimique émise, sous forme liquide ou gazeuse, en quantité infinitésimale, par
tout être vivant et agissant inconsciemment sur le comportement ou la physiologie d'autres individus de
la même espèce.
Rôles variés
 Incitatrices => réaction comportementale rapide
o Les phéromones de trace (de piste)
o Les phéromones d'alarme
o Les phéromones sociales (grégaires): par exemple avec les blattes qui vont se regrouper ensemble
o Les phéromones sexuelles
o Les phéromones d'espacement (épidéictiques), défini les espaces de ponte.
 Modificatrice => modification développementale, physiologique ou nerveuse à long terme
o Les phéromones sociales (hiérarchie)
o Les phéromones sexuelles
Phéromones de trace
 attractif
o Retrouver la ruche
o Retrouver la nourriture
o Orientation lors de l'essaimage : y a trop d’individu, donc une partie de la ruche va partir
 Répulsif et attractif
o Marquage des fleurs
Marquage des fleurs visitées
 Optimisation de l'approvisionnement
 Repérer vite les fleurs profitables : marquage attractif
 Rejeter les fleurs déjà visitées par des congénères : marquage répulsif
- Glande de Nasanov (partie dorsale de l'extrémité de l'abdomen), la partie arrière de l'abdomen va se
dresser, la posture est propagée rapidement
- Glande des tarses, laisse des empreintes de pas

ex. fleurs artificielles fournissant du sirop => 1000 fois plus de substances volatiles. On va observer une
corrélation entre la le taux de marquage (d’empreinte) et la concentration en sucre
Une abeille ne revisite pas davantage une fleur intéressante visitée par elle-même que celle visitée par une abeille
de la même colonie.
2-heptanone
 Produite de façon maximale chez les butineuses
 Produite par les glandes mandibulaires
 Eloigne les butineuses de la source alimentaire pour ne pas perdre de temps
 Marquage de courte durée en fonction du temps nécessaire pour un nouveau remplissage de cette fleur en
nectar.
Hypothèses :
 L'abeille apprendrait par expérience le temps nécessaire au remplissage de l'espèce florale à laquelle elle est
fidèle
 Elle modulerait, inconsciemment, la durée efficace de marquage
 La 2-heptanone ayant une durée de vie de moins d'une minute, elle serait relayée par un marqueur moins
volatile (60mn)
 Le marquage devient inefficace au bout de 24h
25 secondes après la visite de la fleur de bourrache :
Insecte testé
Visiteur précédent
Nombre de fleurs
acceptées
Nombre de fleurs rejetées
Abeille
Même abeille
6
50
Abeille
Autre abeille
19
37
Prés de 70% des fleurs déjà visitées par une abeille ne sont pas revisitées par les autres abeilles
Le rejet est plus fort lorsque le visiteur précédent est la même abeille.
Phéromones d'alarme
 Elles sont émises par les abeilles lorsqu'elles se sentent menacées : stress
 Perte mortelle du dard et du sac à venin
 Elles sont incitatrices : piquer l'intrus (et arrêter leur activité)
 Mélange de 40 molécules différentes
 Glandes de Koschevnikov, de Dufour, mandibulaires  système redondant
 Rayon d'action de plusieurs Km
 Si on coupe la tête d’une abeille : il n’y a plus de système inhibiteur du SNC sur le SNP  émission
permanente de phéromone d’alarme : on a donc une émission automatique des phéromones (par exemple
lorsque l’on écrase une abeille elle va quand même libérer des phéromones d’alarmes)
Phéromones épidéitiques
Ex. phéromone de ponte
 Souvent chez les diptères ravageurs de fruits
 Lors de la ponte de l'œuf, la femelle dépose sa phéromone anti-oviposition, qui signale la présence d'une
future larve.
 Une femelle de la même espèce est immédiatement avertie et ne dépose pas d'œuf
 Le substrat nutritif est conservé pour une larve et la compétition entre larves est évitée
Exemples:
- Rhagoletis pomonella, la femelle ajuste la quantité de phéromone secrétée à la taille du fruit
- Lutte biologique pour la protection des cultures:
o Mouches des cerises
o Diminution de 70 à 90% du nombre de pontes sur une parcelle traitée à la phéromone, et ce pour
une durée de plusieurs semaines
o Il faut garder des parcelles non traitées à proximité, sinon l'efficacité de la phéromone diminue
nettement.

Phéromones sexuelles
Drosophile
La 5-T dans la cuticule du mâle retarde la mise en place de la parade chez un autre mâle.
La 711-HD secrétée par les glandes cuticulaires de la femelle stimule le comportement sexuel chez le mâle
Mammifères
 Secrétées au niveau de la salive, des fèces, de l'urine et de la sueur
 Organe voméronasal (= VNO = Organe de Jacobson, Organe olfactif accessoire), de chaque côté de la cloison
nasale
La VNO chez les félins
 Le VNO s’allonge vers l’arrière du nez avec un canal interne en cul de sac surplombé de faisceaux nerveux
remontant le long de la cloison nasal pour converger vers une petite zone du bulbe olfactif.
 Le VNO est constitué d'une paire de sacs tubulaires dans le planchez des cavités nasales
 Tapissée de cellules neuroréceptrices qui détectent le signal chimique. Il contient les vomérorécepteurs 1 et
2
 Les axones de ces cellules se réunissent pour former le nerf voméronasal
 NE PAS APPRENDRE, JUSTE POUR INFO : Ce nerf fait relais dans le bulbe olfactif accessoire (tubercule
voméronasal) qui projette ces fibres sur le système limbique (amygdale et strie terminale) directement
connecté à l’hypothalamus
o Action sur le système limbique  expression de comportement :
 Phéromones d'alarme  fuite
o Action sur l'hypothalamus  sur l'axe hypothalamo-hypophysaire :
 Phéromones sexuelles  changements hormonaux
Comportement de Flehmen
 Relève de la lèvre supérieure pour détecter les hormones
L'humain
Taux de testostérone…  test de la salle d'attente
 On dépose de la testostérone sur une chaise dans une salle d'attente, une femme qui est en période
d'ovulation va choisir préférentiellement cette chaise alors que les autres qui sont hors période d'ovulation
vont l'éviter.
Recherche chez l'autre d'un patrimoine génétique à la fois différent et similaire:
Différent : recherche des gènes du système immunitaire complémentaire (expérience des T-shirt et du complexe
HLA).
 on demande à des hommes de porter (sans mettre de parfum) des t-shirt (tous les mêmes) pendant
plusieurs nuits puis on demande à une femme d’en choisir un, et au final elles choisissent celui dont
l’homme à le système immunitaire complémentaire au leur  favorise l’immunité de la descendance
Synchronisation des cycles menstruels de jeunes femmes dans les internats
 Sécrétions (aisselles, seins, cuir chevelu, organes génitaux)
 Le VNO est présent chez le fœtus puis s'atrophie au cours du développement jusqu'à devenir inopérant.
 100 gènes chez la souris, 8 gènes comparables chez l'humain dont 7 inopérants.
Phéromones modificatrices
 Abeilles
Conditionnent sur le long terme le développement neuronal et physiologique des abeilles.
Produites par les abeilles à différents stades de leur développement
 Queen mandibulary pheromone (QMP): Phéromone royale des glandes mandibulaires
 Phéromones du couvain (brood hormone BP): phéromone larvaire induisant les soins au couvain
 Ethyle oléate (EO): les butineuses peuvent agir sur les plus jeunes  gouvernent la sortie des nourrices hors
de la ruche.

QMP
 Emise par les glandes mandibulaires (+autres glandes) de la reine
 Sécrétion déversée sur les mandibules
 Dispersée par les ouvrières (contacts réciproques, 30min)
 En 15 min les abeilles perçoivent l'absence de la reine
 QMP dégradée en 30 minutes en présence de la reine
 QMP persiste des mois sur le cadavre de la reine
Expériences
Winston et coll
 8000 ouvrières par colonie
 Lot (1) avec reine, (2) sans reine, (3) sans reine avec QMP
 Mesure du nombre de cellules royales
o (1) : pas de cellule royale
o (2) : 6-8 cellules royales, élevage avant 4j
o (3) : quelques cellules, élevage après 4j
Reine : empêche l'élevage royal
QMP : composant majeur dans l'inhibition de la construction des cellules royales mais d'autres facteurs
interviennent.
Composée de nombreuses molécules
 9 – ODA
o Empêche l'élevage royal
o Empêche le développement ovarien des ouvrières
o Attire sexuellement les mâles
o Marqueur de la présence de la reine
 9 – HAD
o Stabilité, calme de l'essaim
Cohésion de la colonie en une unité fonctionnelle.
Ethyl oléate (EO)
 Produit par les butineuses
 Stocké dans le jabot  on en retrouve donc dans les pelotes de pollen.
 Transmis par trophallaxie (échange de nourriture)
 Rôle dans la différenciation des nourrices en butineuses
 "inhibiteur chimique" qui retarde l'âge du butinage
 Conditions habituelles, début du butinage : 3 semaines après la ponte
o Colonie en manque de butineuses : 5jours
o Colonie en surplus de butineuses : 6 semaines
 Ce sont les variations de la quantité globale d'EO produite par les butineuses qui constituent le signal
 A la base du mécanisme d'autorégulation des sociétés d'abeilles
Notes sur le film :
- La présence de la Reine est perçue immédiatement lorsqu’elle est introduite dans la cagette
- On introduit une Reine morte  Attraction indépendante des mouvements
- On met une Reine coupée en morceau  Indépendance de la forme de la Reine
- On enferme la Reine dans un tube hermétique  Le simple fait de voir la Reine n’est pas attractif
- On retire la Reine du tube  Attraction
- On découpe une Reine morte en 3 morceaux : tête, thorax, abdomen  La tête est la partie la plus attractive
(glandes mandibulaires)
- On badigeonne une ouvrière de QMP  Attraction