Compétition & facilitation entre parasites : moteurs de l’évolution de la virulence ? – EVOLVIR

La théorie prédit que les co-infections parasitaires jouent un rôle majeur dans l’épidémiologie et l’évolution de la virulence des parasites. Au sein d’un hôte, il est prédit que la compétition entre parasites (pour l’accès aux ressources, ou par l’intermédiaire du système immunitaire) va sélectionner pour une augmentation de la virulence parasitaire. A` l’inverse, la facilitation entre parasites peut sélectionner pour des niveaux de virulence moindres. Ainsi, la co-infection peut avoir de vastes conséquences en sante´ publique, en agriculture et pour la compréhension des processus qui façonnent les communautés naturelles.

Ce projet base´ sur l'évolution expérimentale vise a` explorer les conséquences de l’interaction entre i) la sélection induite par la co-infection dans l'environnement intra- hôte et ii) les infections multiples dans une population entière d'hôtes (différentes souches ou espèces de parasites co-circulant), sur l'évolution de la virulence. Il est en effet important de considérer la relation entre différents traits parasitaires a` différentes échelles (pour un hôte et une population d’hôtes) car la sélection pour une plus grande virulence dans un environnement intra- hôte ne sera pas nécessairement la même a` l’échelle de la population de parasites si elle n’est pas favorable a` la transmission a` de nouveaux hôtes.

Les effets positifs et négatifs des coïnfections sur l’évolution de la virulence seront abordés en utilisant différentes espèces des parasites (les acariens Tetranychus urticae et T. evansi et le virus de la maladie bronzée de la tomate, TSWV) infectant la tomate (Solanum lycopersicum). Alors que T. evansi et T. urticae sont en compétition pour les ressources et interagissent via le système immunitaire de la plante, TSWV impacte positivement T. urticae via la suppression des défenses immunitaires des plantes et/ou la libération d’acides aminés.

L’objectif 1 est de savoir si la compétition (entre T. urticae et T. evansi) et la facilitation (entre T. urticae et TSWV) peuvent entrainer une évolution de la virulence intra-ho^te lorsque la coinfection parasitaire est imposée a` chaque génération. L'évolution expérimentale sera couplée a` des modèles mathématiques pour explorer l’impact de cette interaction sur l'évolution de la virulence.

L’objectif 2 consistera a` faire évoluer les parasites dans des populations d’hôtes semi-naturelles porteuses d’infections multiples (différents parasites circulant dans une population, pas nécessairement simultanément dans le me^me ho^te). Ainsi, les parasites pourront passer d’une génération en coïnfection, à une génération en mono-infection. La virulence parasitaire n’évoluera que s'il existe une fréquence enlevée d'hôtes co-infecte´s. Le suivi de populations de tomate sur le terrain présentant des infections multiples par ces parasites permettra de déterminer si la dynamique observée au laboratoire est comparable aux épidémies de terrain.

Ce projet innove par rapport aux études précédentes par son contenu et son approche. Les acariens sont des parasites uniques: leurs traits d'histoire de vie individuels peuvent être corrélés a` des mesures de virulence a` l’échelle des populations. L’approche théorique combinée aux expériences de laboratoire permettra d’explorer l’impact de différents types d’interactions sur l’évolution de la virulence dans les coinfections et d’aborder l’importance relative de l’environnement intra et inter-ho^te. Cette approche de l’évolution parasitaire à l’échelle de plantes individuelles, renforcée par l’approche épidémiologique et par le suivi de l’évolution dans des populations du terrain et de laboratoire, permettra de mieux comprendre les conséquences évolutives des coinfections.