Ecologie évolutive des interactions Hôte / Moustique / Plasmodium : sources d’hétérogénéité de l’infection des vecteurs

Evolutionary ecology of the host / mosquito / Plasmodium interaction : sources of heterogeneity of vectors' infection

• Auteur / Autrice : Romain Pigeault
• Direction : Ana Rivero, Sylvain Gandon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie/Parasitologie
• Date : Soutenance le 17/12/2015
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : Systèmes Intégrés en Biologie, Agronomie, Géosciences, Hydrosciences, Environnement (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Maladies infectieuses et vecteurs : écologie, génétique, évolution et contrôle (Montpellier)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ana Rivero, Sylvain Gandon, Jacob Koella, Gabriele Sorci, Mathieu Sicard, Natacha Kremer
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jacob Koella, Gabriele Sorci

Mots clés

Mots clés contrôlés

Serin des Canaries

Moustique commun

Paludisme aviaire

Mots clés libres

Malaria aviaire

Moustique

Rythmicité

Âge

Effet maternel

Héritabilité

Avian malaria

Mosquito

Rhythm

Age

Maternal effect

Heritability

Résumé

Les moustiques jouent un rôle essentiel dans la dynamique de transmission du paludisme. Plusieurs traits d’histoire de vie de ces insectes hématophages vont, en effet, intervenir dans le calcul du taux reproductif de base du parasite. Parmi eux, la probabilité et l’intensité d’infection des vecteurs, suite à la prise d’un repas de sang infectieux, sont des facteurs primordiaux pour la transmission de Plasmodium. Pourtant, au sein d'une même population, une réelle hétérogénéité d’infection des moustiques a été observée: alors que certain ne sont pas infectés, que d'autres le sont faiblement, une partie des vecteurs vont présenter des taux d'infection extrêmement forts. Identifier les sources de variations responsables de cette hétérogénéité est indispensable pour comprendre la dynamique de transmission de Plasmodium. Certains paramètres d’origine génétique et environnementale, tel que la température et la nutrition, ont déjà clairement été identifiés comme ayant un impact sur le taux d’infection des moustiques. Néanmoins, de nombreux facteurs restent encore à explorer. En utilisant un système expérimental composé du parasite de la malaria aviaire Plasmodium relictum, de son vecteur naturel le moustique Culex pipiens et de l’un de ses hôtes vertébrés Serinus canaria, nous nous sommes intéressés aux effets de certains de ces paramètres, peu pris en compte jusqu’à présent, sur l’infection des moustiques. Nous avons notamment pu mettre en évidence des conséquences importante de l’infection parentale, de l’âge des vecteurs, ainsi que de leur fond génétique. Parallèlement, nous nous sommes intéressés à un facteur souvent laissé de côté, l’effet « hôte vertébré » sur l’infection des moustiques. Dans cette dernière partie, on a pu observer que la dynamique d’infection du parasite au sein de l’hôte influence de manière importante le taux de transmission de Plasmodium. Les sources d’hétérogénéité d’infections des moustiques sont donc multiples et l’ensemble des membres de cette association tripartite hôte/parasite/vecteur vont pouvoir influencer de manière importante la dynamique de transmission du parasite.

Mosquitoes play a key role in the dynamics of malaria transmission. Indeed, several life history traits of these bloodsucking insects are closely associated with the basic reproductive rate of the malaria parasite. One of the most important parameters for the transmission of Plasmodium is the rate and intensity of the mosquito infection. However, within a single population, a great heterogeneity of mosquito infection levels is often observed: some mosquitoes are not infected, others are only weakly infected, and yet others have extremely high infection rates. Identifying the sources of variation responsible for this heterogeneity is essential in order to understand the transmission dynamics of Plasmodium. Certain genetic and environmental (temperature, nutrition) parameters have already been identified as having an impact on mosquito infection rates. Nevertheless, many factors remain to be explored. Using an experimental system composed of the avian malaria parasite Plasmodium relictum, its natural vector Culex pipiens and one of its vertebrate host Serinus canaria, we have investigated the effect of several seldom investigated parameters on the infection of mosquitoes. We observed surprising effects of the effect of parental infection, mosquito age and genetic background. In parallel, we also studied a rarely investigated parameter: the impact of the vertebrate host on the mosquito infection rate. We showed that parasite infection dynamics within the host, at short but also long time scales, significantly influence the transmission of Plasmodium to the vector. The sources of heterogeneity of mosquito infection are therefore multiple and all members of this tripartite partnership (i.e. host / parasite / vector) are able to significantly influence the transmission dynamics of the parasite.