Induction des préférences olfactive et gustative chez les lépidoptères foreurs de graminées en Afrique de l'Est : effet des expériences pré-imaginale et imaginale

Induction of olfactory and gustatory preferences in Lepidoptera stemborers in East Africa : effect of pre-imaginal and imaginal experiences

• Auteur / Autrice : Christophe Petit
• Direction : Myriam Harry, Paul-André Calatayud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance le 05/11/2015
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences du végétal : du gène à l'écosystème (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Évolution, génomes, comportement et écologie (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : François Lieutier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Myriam Harry, Paul-André Calatayud, François Lieutier, Éric Darrouzet, Emmanuelle Jacquin-Joly, Brigitte Frérot
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Éric Darrouzet, Emmanuelle Jacquin-Joly

Mots clés

Mots clés contrôlés

Perception olfactive

Préférences alimentaires

Insectes phytophages

Écologie chimique

Mots clés libres

Lépidoptères foreurs de graminées

Induction de la préférence de l'hôte

Expérience sensorielle

Lepidoptera stem borers

Induction of host preference

Sensory experience

Résumé

Chez les insectes phytophages, la sélection de la plante-hôte qui constitue un site de ponte et d'alimentation est cruciale pour la survie et le bon développement de la descendance. Les sens chimiques – olfaction et gustation - sont déterminants pour un insecte lors du choix de sa plante hôte. Ainsi, une expérience olfacto-gustative des signaux chimiques d'une plante permet aux insectes d'optimiser la période de recherche et d'identification de celle-ci. Dans ce travail, nous avons testé l'effet d'une expérience pré-imaginale et imaginale pour un nouveau substrat de développement (enrichi en vanilline) sur l'induction de préférence olfactive et alimentaire à ce substrat chez trois espèces de lépidoptères foreurs de graminées ayant des spectres alimentaires différents, Sesamia nonagrioides (polyphage), Busseola fusca (oligophage) et Busseola nairobica (monophage). Il s'est avéré que la préférence olfactive des femelles pour les odeurs de ce substrat peut être induite par une expérience préalable pré-imaginale et imaginale pour ce nouveau substrat et que cette induction est transmise de façon transgénérationnelle. Elle n'est cependant pas liée à une augmentation de la sensitivité des antennes des femelles à la vanilline. De plus, elle dépend de l'espèce étudiée. Elle se manifeste plus rapidement chez l'espèce la plus polyphage (au bout de deux générations), plus tardivement chez l'espèce monophage (au bout de cinq générations) et est, par contre, absente chez l'espèce oligophage. Même si plusieurs mécanismes peuvent être impliqués dans cette induction, nos résultats valident à la fois la théorie d'Hopkins, le principe néo-Hopkins et l'héritage chimique chez les espèces qui ont présenté cette induction. Concernant les larves, nous avons pu montrer que celles-ci suivent, en général, la préférence olfactive des femelles pour les odeurs d'un nouveau substrat mais que cette préférence n'est pas corrélée avec leurs préférences alimentaires.

Among herbivorous insects, the selection of the host plant as an egg laying site and food is crucial for the survival and development of the offspring. The chemical senses - olfaction and gustation – of an insect are crucial in host plant selection. An olfactory-gustatory experience of plant chemical signals allows insects to optimize their search period and host identification. In this study, we tested the effect of pre-imaginal and imaginal experience for a new artificial diet (enriched in vanillin) on the induction of olfactory and food preference for this diet in three species of lepidopteran stem borers with different food spectra, namely Sesamia nonagrioides (polyphagous), Busseola fusca (oligophagous) and Busseola nairobica (monophagous). It was shown that the olfactory preference of females for the odor of the new diet could be induced by pre-imaginal and imaginal experience for this new diet and that this induction was transmitted transgenerationally. It was however not linked to an increase in the sensitivity of the female antennae to vanillin. In addition, it depended on the species studied. It occurred after two generations only in the polyphagous species, after five generations in the monophagous species, and it was absent in the oligophagous species. Although several mechanisms may be involved in this induction, our results validate both the theory of Hopkins, neo-Hopkins principle and the chemical legacy in the species in which the induction occurred. The larvae exhibited generally the same olfactory preference than the adult females for the odors of the new diet but this preference was not correlated with their food preferences, indicating in larvae a discrepancy between olfaction and gustation.