Rôle des chimiosenseurs de l’aile sur le comportement d’orientation de la mouche – GUSTAILE2011

Nous testons trois espèces de drosophiles et plusieurs populations aux distributions géographiques et comportements chimio-induits différents. Nous utiliserons des approches comportementale, physiologique, chirurgicale, génétique, et de modélisation pour mesurer leur réponse envers des phéromones et des molécules alimentaires simples dans des environnements à une (cellule), deux (chambre plane) ou trois dimensions (tunnel de vol).

Nous avons mesuré la réponse de mouches de lignées sauvages et génétiquement manipulées (pour les sensors des ailes) chez l’espèce Drosophila melanogaster, dans les 3 dispositifs. Nous avons aussi mesuré et comparé les variations de marqueurs biochimiques (Calcium, AMP cyclique) dans les ailes d’individus témoins et manipulés en réponse à différentes molécules alimentaires.

Cette nouvelle connaissance vise à développer rapidement des stratégies alternatives aux méthodes polluantes actuellement utilisées (pesticides, insecticides) pour suivre et à contrôler les populations d’insectes dans notre environnement que ce soit les vecteurs de parasites (malaria, chikungunia, maladie du sommeil), ou ceux impliqués dans la pollinisation des plantes à fleurs (abeilles, bourdons) ou les ravageurs de cultures agricoles (pyrale du maïs, piéride du chou, tordeuse de la vigne).

Une publication est en révision dans un journal généraliste (Nature Scientific Reports). Les résultats principaux déjà obtenus ont été présenté dans une conférence internationale (European Conference of Drosophila Neurobiology) en Septembre 2012.

Les ailes des oiseaux, des chauves souris et des insectes leur servent principalement à voler. Ceci leur permet aussi bien d’échapper aux prédateurs terrestres que d’attraper des proies, d’explorer de nouvelles niches, d’accéder à des sources de nourritures inaccessibles pour les animaux terrestres, d’augmenter la surface de leur territoire et leur dispersion, et de migrer pour rechercher des conditions environnementales plus favorables. Les ailes d’insectes et en particulier celles des diptères (qui n’ont qu’une paire d’ailes) offrent d’autres fonctions que la propulsion et le vol : lors des rituels de parade, elles servent aussi bien de stimulus visuel que pour produire des signaux acoustiques ou favoriser la dispersion des phéromones peu volatiles. Les ailes des diptères portent souvent des soies potentiellement chimiosensorielles. Cependant, le rôle des ailes dans le guidage de l’insecte dans son environnement odorant n’est pas connu. Des expériences réalisées par les deux équipes impliquées dans ce projet suggèrent que les ailes des mouches drosophiles jouent un rôle clé dans le guidage vers des sources odorantes. Par exemple, l’ablation partielle ou totale de l’une ou des deux ailes perturbe fortement l’orientation des mouches manipulées envers des sources odorantes, soit celles émanant de la nourriture ou de congénères (phéromones). Ce résultat est appuyé par notre récente découverte de récepteurs gustatifs ainsi que de protéines transporteuses d’odorants (OBP) sur l’aile de la drosophile ainsi que de l’abeille et du puceron.

Notre projet vise à mettre en évidence la fonction des ailes dans le guidage chimiosensoriel de trois espèces de drosophiles : Drosophila melanogaster, D. virilis et D.sechellia qui montent des distributions géographiques et des comportements chimio-induits différents. Nous utiliserons des approches comportementale, physiologique, chirurgicale, génétique, et de modélisation afin de mesurer leur réponse envers diverses sources odorantes consituées par leurs phéromones ainsi que des molécules alimentaires simples. Les réponses seront toujours mesurées sur des individus placés soit dans un environnement restreint (à une dimension ; autoperception), soit dans une chambre d’observation de hauteur réduite (2 dimensions ; parade et guidage dans un plan), soit dans un volume (3 dimensions ; orientation dans un tunnel de vol).

Nos deux équipes possèdent le savoir-faire nécessaire et sont parfaitement complémentaires pour réaliser l’ensemble des expériences proposées. D’ailleurs, toutes les méthodes utilisées dans ce projet ont déjà produit des résultats dont la plupart ont été publiés dans des journaux internationaux. Si les responsables des deux équipes n’ont jamais publié ensemble, ils échangent régulièrement des informations scientifiques depuis 20 ans. Enfin, toutes les lignées et les outils nécessaires à ce projet sont disponibles. Nous pensons que la combinaison de ces différentes approches méthodologiques, conjuguée à l’approche comparative entre plusieurs espèces de drosophiles, nous permettra de répondre à la question d’interêt général, toujours sans réponse à ce jour : Dans quelle mesure les insectes utilisent leurs ailes pour s’orienter vers des sources odorantes ? La résolution de cette question biologique fondamentale permettra donc de mieux comprendre comment les insectes peuvent localiser, grâce à leurs ailes, les odeurs émises par leurs congénères, leurs proies et leurs sources de nourriture. Cette nouvelle connaissance devrait permettre de développer rapidement des stratégies alternatives aux méthodes polluantes actuellement utilisées (pesticides, insecticides) pour suivre et à contrôler les populations d’insectes dans notre environnement que ce soit les vecteurs de parasites (malaria, chikungunia, maladie du sommeil), ou ceux impliqués dans la pollinisation des plantes à fleurs (abeilles, bourdons) ou les ravageurs de cultures agricoles (pyrale du maïs, piéride du chou, tordeuse de la vigne).