Comment les femelles d'anophèles cherchent les mâles? – Anofeel

Nous avons combiné des approches d’écologie chimique, d’acoustique et de vidéo-tracking, selon une démarche d’écologie comportementale visant à identifier les stimuli sensoriels impliqués dans l’orientation et le comportement d’essaimage des moustiques. Les travaux ont été conduits en laboratoire.

L’approche chimique a consisté à rechercher des phéromones sexuelles à longue distance par différentes méthodes de collecte et d’analyse des composés volatils, complétées par des mesures de réponse antennaire chez les mâles et des tests comportementaux en olfactomètre.

L’approche acoustique s’est appuyée sur l’enregistrement d’essaims et la diffusion des signaux en playback dans une enceinte instrumentée de microphones et de caméras, afin d’évaluer la réponse comportementale des femelles aux sons produits par les mâles.

Enfin, un dispositif de vidéo-tracking a été développé pour enregistrer et quantifier les comportements d’essaimage avec une résolution spatiale et temporelle, à l’époque, inédite pour ce type d’étude. Cette combinaison d’approches a permis d’explorer de manière intégrée les composantes chimique, acoustique et visuelle impliquées dans l’orientation des moustiques au sein des essaims.

L’étude combinée des dimensions chimique, acoustique et comportementale a permis de préciser les mécanismes impliqués dans la localisation des partenaires au sein des essaims. L’étude d’écologie chimique n’a pas mis en évidence de phéromones sexuelles agissant à longue distance. L’étude acoustique a montré que les femelles sont capables de percevoir les sons produits par les battements d’ailes des mâles au sein des essaims, mais que leur sensibilité auditive ne leur permet vraisemblablement pas de détecter un essaim à longue distance. En revanche, l’utilisation de la plateforme de vidéo-tracking a permis de démontrer pour la première fois que les femelles présentent un comportement d’essaimage très similaire à celui des mâles conspécifiques. Ces résultats suggèrent que les sites d’essaimage visuellement marqués constituent des lieux de rencontre spécifiques de l’espèce et pourraient ainsi jouer un rôle central dans la localisation des partenaires.

Les interactions au sein des essaims reposent vraisemblablement sur l’intégration de signaux visuels et acoustiques agissant à courte distance. Ces signaux permettent aux mâles d’éviter les collisions avec leurs congénères et participent également à la détection, à la localisation et au suivi des femelles au sein des essaims. L’ensemble de ces résultats contribue ainsi à préciser l’organisation spatiale et les mécanismes sensoriels impliqués dans les interactions entre partenaires au sein des essaims.

Une fois les stimuli identifiés, nous pouvons imaginer designer des pièges bio-inspirés capables de capturer les femelles mais aussi les mâles (essaims = comportement grégaire)

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Le paludisme est une maladie infectieuse causée par la transmission d'un parasite lors de la piqure de moustiques femelles. Non seulement il tue entre 600 000 et 1,2 million de personnes chaque année mais il est également un frein au développement social et économique des pays affectés. En Afrique, Plasmodium falciparum est l'espèce de parasite la plus dangereuse. Elle est responsable de 90% des infections observées et est transmise essentiellement par les piqures des espèces appartenant au complexe Anopheles gambiae. Parmi elles, An. gambiae s.s., An. coluzzii et An. arabiensis sont les plus répandues en Afrique sub-saharienne.
Actuellement, pour prévenir la transmission du paludisme, les méthodes de luttes anti-vectorielles sont essentiellement basées sur l'utilisation d'insecticides (pulvérisations intra-domiciliaires et moustiquaires imprégnées) qui ciblent les femelles qui entrent dans les habitations la nuit à la recherche d'un repas de sang. Ces dernières décennies, ces méthodes ont permis de réduire significativement le nombre d'infection paludéenne. Mais de récentes données montrent une augmentation des taux de transmission, soulignant une limitation de leur efficacité à long terme. L'hypothèse principale émise pour expliquer cette résurgence est que les moustiques développent des mécanismes de résistance aux insecticides, ainsi que des adaptations comportementales consistant à piquer en dehors des habitations. De plus, parmi les espèces d'Anopheles capables de transmettre le paludisme, certaines sont naturellement exophiles et piquent donc à l'extérieur des habitations, échappant ainsi aux moyens de lutte anti-vectorielle actuels. Le tout complique donc considérablement le paysage épidémiologique et rend le contrôle de ces vecteurs difficile sur le long terme. De nouveaux outils et méthodes de lutte sont donc nécessaires.
Du fait que le comportement hématophage soit un comportement clé dans la transmission du paludisme et parce que de gros espoirs ont été placé dans la lutte à base d'insecticides, les autres traits comportementaux et écologiques des vecteurs sont restés inexplorés en dépit de leur grande importance pour sa biologie et pour la transmission du parasite. Toutefois, le comportement d'accouplement est, depuis ces dernières années, au centre de toutes les attentions du fait de son intérêt pour les techniques faisant appel à l'utilisation de mâles stériles ou de moustiques génétiquement modifiés. Ces méthodes soulignent le besoin de produire des mâles hautement compétitifs capables de rivaliser avec les populations sauvages. Cependant, le comportement d'accouplement des femelles reste à ce jour totalement négligé limitant leur efficacité ainsi que la panoplie de méthodes disponibles.
Des connaissances fondamentales sur le comportement de reproduction des insectes et une compréhension claire des mécanismes de choix du partenaire sexuel sont à l'origine du développement de méthodes efficaces pour lutter contre les ravageurs de culture. Cependant, de telles connaissances sont actuellement absentes du paysage de la lutte anti-vectorielle. Nous proposons ici de remédier à ce manque en travaillant pour la première fois sur le comportement de reproduction des femelles d'An. gambiae s.l., vecteur du paludisme en Afrique. A ce jour nous savons que les mâles forment des essaims où les femelles viennent s'accoupler. Mais la façon dont celles-ci sont attirées vers les essaims reste inconnue. Par une approche multidisciplinaire, les stimuli utilisés par les femelles pour localiser et reconnaitre les essaims de mâles à distance seront identifiés. Les signaux chimiques, visuels et acoustiques seront étudiés. Les résultats obtenus aideront à améliorer les stratégies de remplacement/suppression des populations de vecteurs notamment à travers le développement de pièges bio-inspirés permettant le contrôle et la surveillance des populations de vecteurs.