Génétique des populations d'un insecte pullulant, le criquet migrateur, Locusta Migratoria

Population genetics of an outbreaking insect, the migratory locust, Locusta migratoria

• Auteur / Autrice : Marie-Pierre Chapuis
• Direction : Ioannis Michalakis
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des populations et écologie
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : École nationale supérieure agronomique (Montpellier ; 1960-2006)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Insectes -- Métamorphose

Phylogéographie

Mots clés libres

Comportement

Changement de phase

Phylogeographie

Microsatellites

Résumé

Certains insectes ravageurs des cultures et des forêts présentent des fluctuations extrêmes et soudaines des densités de leurs populations. Les études évolutives, basées sur des marqueurs moléculaires neutres et/ou des traits populationnels densité-dépendants, sont potentiellement informatives sur (i) la dynamique et la structure des populations pullulantes et (ii) les déterminants populationnels et environnementaux des pullulations de ces insectes nuisibles. De telles études sont cependant rares chez les insectes pullulants, notamment en raison de modalités évolutives de variation des séquences microsatellites à l’origine d’allèles nuls en forte fréquence. Dans cette thèse, nous avons quantifié par simulations informatiques la sur-estimation du niveau de différentiation génétique entre les populations et la sous-estimation du niveau de diversité génétique au sein des populations causées par la présence d’allèles nuls aux marqueurs microsatellites. Nous proposons un estimateur du FST non biaisé, basé uniquement sur les états visibles dont les fréquences génotypiques ont été modifiées selon la fréquence d’allèles nuls. Cette connaissance sur les allèles nuls aux marqueurs microsatellites a permis une analyse pertinente de la variation génétique à ces marqueurs des populations du criquet migrateur, Locusta migratoria, un insecte pullulant qui présente un changement d’une phase solitaire, inactive et dispersée, à une phase grégaire, très mobile et agrégative, lors des évènements de pullulations. La structuration génétique mondiale de cette espèce cosmopolite s’est révélée largement incongruente avec la classification taxonomique actuelle réalisée sur la base de critères morphométriques et comprenant onze sous-espèces. Des facteurs géographiques, écologiques, et historiques structurent la variation génétique de l’espèce à l’échelle de l’ensemble de son aire de répartition, qui en revanche coïncide peu avec le statut pullulant des populations échantillonnées. A une échelle plus locale, nous avons mis en évidence un effet homogénéisant des évènements de pullulations sur de vastes échelles géographiques. Parallèlement, nous avons réalisé des expérimentations en élevage afin d’apporter un éclairage évolutif et démographique sur les relations entre la capacité à grégariser et la propension à pulluler chez L. Migratoria. La variation populationnelle, au moins entre une population malgache historiquement pullulante et une population française historiquement non pullulante, de la propension à grégariser résulte en partie d’un processus génétique sans doute adaptatif. Le potentiel reproducteur d’une population malgache historiquement pullulante augmente en phase grégaire, à la fois par une reproduction plus précoce et une meilleur qualité de la descendance, ce qui suggère un rôle du processus de grégarisation dans la croissance numérique des populations durant le développement et/ou le maintien des pullulations. En termes de gestion des populations pullulantes de L. Migratoria, ce travail prévient des chances faibles d’inférer les sources des pullulations et les routes d’invasion à partir de l’approche moléculaire du fait de la structuration génétique absente ou minime dans les aires pullulantes. Cependant, il ouvre la possibilité d’une stratégie de gestion basée sur l’altération de l’expression des gènes impliqués dans la capacité à grégariser, et plus particulièrement à se multiplier, à s’agréger ou à migrer, pendant les périodes de pullulation.