Effet de faibles doses d'un insecticide néonicotinoïde sur le système olfactif d'un lépidoptère de ravageur des cultures, Agrotis ipsilon

Neonicotinoid insecticide low doses effects on the olfactory system of the lepidopteran crop pest, Agrotis ipsilon

• Auteur / Autrice : Kaouther Rabhi
• Direction : Sylvia Anton
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie de l'environnement, des populations, écologie
• Date : Soutenance le 06/11/2015
• Etablissement(s) : Angers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Végétal-Environnement-Nutrition-Agro-Alimentaire-Mer (Angers)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Qualité et Santé du Végétal (2008-....) - Signalisation Fonctionnelle des Canaux Ioniques et Récepteurs / SIFCIR
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Anne-Marie Cortesero, Christophe Gadenne, Valérie Raymond-Delpech, Michel Renou, Hélène Tricoire
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Catherine Armengaud, Geraldine Wright

Mots clés

Mots clés contrôlés

Comportement sexuel des animaux

Récepteurs nicotiniques

Phéromones

Hormèse

Effets des insecticides

Insectes

Mots clés libres

Insecticides néonicotinoïdes

Comportement sexuel

Lobe antennaire

Neonicotinoid insecticides

Hormesis

Pheromone

Nicotinic receptors

Sexual behaviour

Antennal lobe

Résumé

Durant leur cycle de vie, les insectes doivent faire face à différents perturbateurs pour réussir à survivre et à se reproduire. L’utilisation de plus en plus répandue des insecticides néonicotinoïdes, en raison de leur grande efficacité, a conduit à l’accumulation de résidus dans l’environnement. Ceux-ci ont certainement un effet additif toxique sur les insectes cibles. Cependant il a été montré que ces résidus peuvent aussi avoir un effet positif non désiré sur certains traits de vie des insectes ravageurs.Dans ma thèse, j’ai étudié les effets d’un insecticide néonicotinoïde sur le système olfactif d’un insecte ravageur, la noctuelle Agrotis ipsilon. Nos résultats montrent que l’exposition aigüe des mâles à des faibles doses de clothianidine modifie leurs réponses comportementales à la phéromone sexuelle: une baisse est observée à la dose 0,25 ng/insecte (<DL0) alors que la doses de 10 ng (DL20) induit une augmentation de la réponse chez les adultes naïfs ou pré-exposés à la phéromone. Cet effet biphasique à faible et très faible dose s’apparente à un effet hormétique et les modifications observées sont corrélées avec des changements de sensibilité du système olfactif central et non périphérique. Nous émettons l’hypothèse que la clothianidine agirait sur l’expression des sous-unités des récepteurs nicotiniques pour lesquels elle joue le rôle d’agoniste, changeant leur affinité pour l’acétylcholine et perturbant ou améliorant la transmission synaptique des signaux sensoriels selon la dose. Nos résultats montrent que la prise en compte d’effets de doses sublétales d’insecticides est essentielle non seulement pour les insectes non cibles, mais aussi des insectes cibles.

Insects face a multitude of environmental stresses, which they have to bypass in order to survive and reproduce. The extensive use of neonicotinoid insecticides, because of their high efficiency, leads to the accumulation of residues in the environment, which can have an additive toxic effect on target insects. However, such residues can also have unwanted positive effects on certain life traits of pest insects. In my thesis I studied the effects of a neonicotinoid insecticide on the olfactory system of the pest insect Agrotis ipsilon. Our results show that acute oral treatments of males with low doses of clothianidin modify their behavioural responses to the sex pheromone: a treatment with 0.25 ng/moth (<LD0) induces a decrease of pheromone responses whereas intoxication with 10 ng/moth (LD20) leads to an increase in the capacity of naive and pre-exposed males to locate a pheromone source as compared to controls. We propose that this biphasic effect, with low dose stimulation and very low dose inhibition is an hormeticlike effect, that is correlated with sensitivity changes within the central, but not the peripheral olfactory system. We hypothesize that the observed modifications might be due to a differential effect of clothianidin on the expression of different subunits of nicotinic acetylcholine receptors, which might change the affinity of the receptors for acetylcholine, and thus disturb or improve synaptic transmission of sensory signals as a function of the insecticide dose. Our results show that effects of sublethal doses of insecticides need to be taken into account not only for non-target, but also for target insects when evaluating pest management strategies.