Phlébotomes et écosystèmes : impact des facteurs biotiques et abiotiques sur la structure génétique et phénotypique des populations

Sandflies and ecosystems : impact of biotic and abiotic factors on the genetic and phenotypic population structure

• Auteur / Autrice : Jorian Prudhomme
• Direction : Anne-Laure Bañuls, Denis Sereno
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Santé
• Date : Soutenance le 18/12/2015
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé (Montpellier ; Ecole Doctorale ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Maladies infectieuses et vecteurs : écologie, génétique, évolution et contrôle (Montpellier ; 2011-....)
• Jury : Président / Présidente : Gérard Duvallet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Anne-Laure Bañuls, Denis Sereno, Gérard Duvallet, Jérôme Depaquit, Thierry Baldet, Rémi Charrel
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jérôme Depaquit, Thierry Baldet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Satellites (génétique)

Leishmaniose

Phlébotomes

Mots clés libres

Phlébotomes

Génétique

Phénotypique

Microsatellites

Géo-Morphométrie

Sandflies

Genetic

Phenotypic

Microsatellites

Geo-Morphometry

Résumé

Les phlébotomes sont des insectes hématophages appartenant à la famille des Psychodidae et à la sous-famille des Phlebotominae. Cet insecte diptère, jaunâtre, relativement petit (2 à 3 mm) compte environ 800 espèces. 70 de ces espèces ont été identifiées comme vecteurs potentiels dont une quarantaine sont des vecteurs prouvés. Ils peuvent transmettre différents pathogènes dont les principaux sont les leishmanies et les phlébovirus. Ce travail de thèse est focalisé sur les phlébotomes vecteurs de la leishmaniose. Les leishmanioses sont des maladies parasitaires causées par un protozoaire du genre Leishmania. Elles touchent un large panel d’hôtes vertébrés, dont l’homme et le chien. Elles sont toujours un problème de santé publique majeur dans de nombreux pays et sont actuellement en expansion. Bien que cette maladie soit largement étudiée, nous avons encore beaucoup apprendre sur son vecteur : le phlébotome. Par exemple, l’organisation des populations dans les écosystèmes et les paramètres qui les structurent, sont à l’heure actuelle très peu étudiés. Il est pourtant primordial de bien connaitre la biologie des différents acteurs d’un cycle parasitaire pour mieux comprendre la transmission du pathogène, évaluer les risques et enfin être capable de lutter efficacement contre la maladie. Dans ce contexte, le but de cette thèse est d’étudier l’écologie et la structure des populations de phlébotomes dans un foyer connu de leishmaniose et l’impact des facteurs biotiques et abiotiques sur leur organisation. Pour atteindre cet objectif, nous avons réalisé une collecte de phlébotomes le long d’un transect de 14km localisé dans la région de Montpellier, présentant une diversité altitudinale, climatique et environnementale. Les populations de phlébotomes ont été caractérisées d’un point de vue taxonomique, spatio-temporel, génétique (microsatellites), et morphométrique (géométrie morphométrie). Les résultats génétiques, morphométriques et de distribution des espèces ont été ensuite confrontés à des paramètres climatiques (température, humidité) ou environnementaux (altitude, versant, station, microhabitat).Durant ce travail, 4 espèces ont été capturées : Phlebotomus ariasi (93,23%), P. perniciosus (0,48%), P. mascittii (0,11%) et S. minuta (6,18%). Elles ont une activité saisonnière de Mai à Octobre avec un pic d’abondance en Juillet-Août quand les températures moyennes sont optimales pour les phlébotomes (20-30°C). Bien que l'environnement ait été considérablement transformé dans notre zone d'étude en 30 ans, l'abondance des phlébotomes ne semble pas avoir changé de façon significative, soulignant leur capacité d'adaptation aux modifications de l'écosystème à court et long terme. La présence et l’abondance des deux espèces prédominantes (P. ariasi et S. minuta) sont significativement influencées par l’altitude, la température, l’humidité relative, le versant ainsi que l’orientation des murs. Les analyses génétiques montrent que la diversité est conservée à toutes les échelles d’études et qu’il existe une structuration des phlébotomes en micropopulations. Les données de géométrie morphométrie révèlent un dimorphisme sexuel bien connu chez les insectes mais également une structuration phénotypique en fonction des facteurs environnementaux ou temporels (mois, versant, altitude et station). Ces deux types d’approches permettent grâce à leur complémentarité d’apporter des informations sur l’écologie et l’organisation des populations de phlébotomes et de discuter des conséquences sur la transmission de la leishmaniose.

Sandflies are hematophagous insects belonging to the family Psychodidae and the subfamily phlebotominae. This diptera, yellowish, relatively small (2-3 mm) has about 800 species. 70 of these species have been identified as potential vectors of which forty are proven ones. They can transmit different pathogens; the main ones are Leishmania and phlebovirus.This thesis focused on sandflies, vectors of leishmaniasis. Leishmaniases are parasitic diseases caused by protozoa of the genus Leishmania. They affect a wide range of vertebrate hosts, including humans and dogs. They are still a major problem of public health in many countries and are currently in expansion. Although this disease is widely studied, we still have a lot to learn about its vector: the sandfly. For example, the organization of populations in ecosystems and the parameters which structure them are very little studied up to now. It is therefore essential to know the biology of the different actors of a parasite cycle to better understand the transmission of pathogens, to assess risks of transmission, and finally to be able to effectively fight against the disease.In this context, the aim of this thesis is to study the ecology and the structuring of sandfly populations in a known endemic area of leishmaniasis and the impact of biotic and abiotic factors on their organization. To reach this objective, we performed captures of sandflies along a 14km transect located in the Montpellier region which presents an altitudinal, climate and environmental diversity. Sandfly populations have been characterized by taxonomic, spatio-temporal, genetic (microsatellites) and morphometric (geometry morphometry) approaches. The genetic, morphometric and species distribution results were then confronted with climatic (temperature, relative humidity) or environmental parameters (altitude, slope, station, microhabitat).During this work, four species were captured: Phlebotomus ariasi (93.23%), P. perniciosus (0.48%), P. mascittii (0.11%) and S. minuta (6.18%). They have a seasonal activity from May to October with an abundance peak in July-August when average temperatures are optimal for sandflies (20-30°C). Although the environment has been considerably transformed in our study area in 30 years, the abundance of sandflies does not seem to have changed significantly, highlighting their ability to adapt to ecosystem modifications in short and long-term. The presence and abundance of the two predominant species (P. ariasi and S. minuta) are significantly influenced by altitude, temperature, relative humidity, slope and wall orientation.The genetic analyses show that diversity is maintained at all scales of study and that sandflies are organized in micropopulations. The morphometric geometry data reveal a sexual dimorphism, well known in insects but also a phenotypic structuring correlated to environmental or temporal factors (month, slope, altitude and station).Both of these approaches, because of their complementarity, help provide information on the ecology and organization of sandfly populations and to discuss about the consequences in terms of leishmaniasis transmission.