Ecologie des populations selvatiques d’Anopheles gambiae, vecteur du paludisme

Ecology of Anopheles gambiae sylvatic populations, vector of malaria

• Auteur / Autrice : Lemonde Bouafou
• Direction : Diego Ayala, Christophe Paupy
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Evolution des systèmes infectieux
• Date : Inscription en doctorat le ; Soutenance le 07/03/2024
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale GAIA Biodiversité, agriculture, alimentation, environnement, terre, eau (Montpellier ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : MIVEGEC - Maladies Infectieuses et Vecteurs : Ecologie, Génétique, Evolution et Contrôle
• Jury : Président / Présidente : Sylvie Manguin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sara Moutailler, Christophe Antonio nkondjio, Claudio Lazzari, Diego Ayala, Christophe Paupy
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Sara Moutailler, Christophe Antonio nkondjio

Mots clés

Mots clés libres

Anopheles gambiae complex

Adaptation

Evolution

Habitat sylvatique

Paludisme

Anopheles gambiae complex

Adaptation

Evolution

Sylvatic habitat

Malaria

Résumé

Depuis sa découverte et l’établissement de son rôle en tant que vecteur de Plasmodium, parasites responsables du paludisme, les espèces sœurs An. gambiae et An. coluzzii ont posé un véritable défi à la société de façon générale et à la communauté scientifique en particulier. D’une part, de par leur implication fondamentale dans la charge palustre au niveau du continent africain, laquelle implication est principalement le résultat d’une anthropophilie très marquée. Et d’autre part, par sa capacité d’adaptation lui permettant non seulement d’échapper aux outils de lutte déployés, mais également de s’établir dans divers environnements. Malgré cette éco-plasticité, la présence d’An. gambiae et d’An. coluzzii a toujours été associée à celle de l’homme. Cette thèse a été suscitée par l’observation de ces vecteurs dans des milieux naturels en l’absence de l’homme, eux qui étaient jusque-là caractérisés comme exclusivement anthropophiles, associés à des habitats domestiques. L’objectif de ma thèse était de caractériser et de mieux comprendre les traits adaptatifs des populations sylvatiques d’An. gambiae et d’An. coluzzii au niveau du parc national de La Lopé, Gabon. Pour mener ces recherches, nous avons réalisé un travail intensif de terrain afin d’évaluer in situ le comportement trophique et la dynamique des populations de ces différentes espèces. De plus, nous avons utilisé des approches de biologie moléculaire afin d’étudier la diversité et la structure génétique des populations d’An. gambiae s.l, et d’évaluer les risques de transfert de Plasmodium. Nos résultats indiquent que les populations sauvages d’An. gambiae et d’An. coluzzii ont des patrons de préférences trophiques similaires à ceux observés chez les populations des ces deux espèces évoluant en milieu domestique dans le village de la Lopé. Cependant, en l’absence de l’homme en tant qu’hôte disponible dans le parc, ces anophèles en milieu sylvatique présentent une plasticité phénotypique leur permettant de se nourrir sur des hôtes animaux alternatifs. Par ailleurs, malgré la présence de signes d’une adaptation locale, nos résultats indiquent un important flux de gènes entre les populations domestiques et sylvatiques. Nous avons rapporté un effet de la saison sur la dynamique des populations de vecteurs avec des densités plus élevées en milieu sylvatique durant les saisons sèches, suggérant la possibilité d’une exploitation de cet habitat en tant que refuge. De plus, les espèces jumelles An. gambiae et An. coluzzii ont été retrouvées infectées en milieu sylvatique aussi bien par des Plasmodium humains que non-humains. Ces vecteurs pourraient jouer le rôle de pont permettant le transfert vers l’homme de Plasmodium animaux, mais aussi vers les animaux de Plasmodium humains. Ensemble, ces résultats suggèrent une expansion de la niche écologique d’An. gambiae et d’An. coluzzii en milieu sylvatique par une adaptation aux ressources et aux conditions locales. Ces résultats pourraient avoir des implications épidémiologiques dans des zones de configurations écologiques similaires. En outre, les résultats de ce travail ouvrent de nouvelles perspectives de recherche sur la dynamique écologique et évolutive des vecteurs majeurs du paludisme An. gambiae et An. coluzzii.

Since their discovery and the establishment of their role as vectors of Plasmodium responsible for human malaria, the sibling species An. gambiae and An. coluzzii have been challenging the human community in general and the scientific community in particular. Firstly, due to their strong involvement in the malaria burden on the African continent, which is mainly the result of a very pronounced anthropophilic behavior. And secondly, their adaptation capacity, enabling them not only to evade the existing control tools, but also to thrive in a variety of environments. In spite of this eco-plasticity, the presence of An. gambiae and An. coluzzii has always been linked to the presence of man. This thesis was prompted by the observation of these vectors, heretofore regarded as exclusively anthropophilic, in sylvatic settings. The aim of my thesis was to characterize and better understand the adaptive traits of sylvatic populations of An. gambiae s.l. in La Lopé National Park, Gabon. To conduct this research, we carried out intensive fieldwork to assess in situ trophic behavior and population dynamics. In addition, we used molecular biology approaches to study the genetic diversity and population structure, and assess the risk of Plasmodium transfer by these vectors. Our results indicate that sylvatic populations of An. gambiae and An. coluzzii have a similar feeding preference to domestic populations. However, with no human host available in the park, these sylvatic Anopheles show phenotypic plasticity by feeding on alternative animal hosts. Furthermore, despite the presence of indications of local adaptation, our results indicate significant gene flow between domestic and sylvatic populations. We reported a seasonal effect on vector population dynamics, with higher densities in sylvatic environments during dry seasons, suggesting the possibility of the use of this habitat as a refuge. In addition, An. gambiae and An. coluzzii were found to be infected in sylvatic environments by both human and non-human Plasmodium. These vectors could therefore be potential bridge vectors of malaria parasites from non-human animals to humans, and vice versa. Taken together, these results suggest an expansion of the ecological niche of An. gambiae and An. coluzzii in sylvatic environments through adaptation to local resources and conditions. These results could have epidemiological implications in areas with similar ecological configurations to La Lopé. In addition, the results of this study point to new research perspectives on the ecological and evolutionary dynamics of the major malaria vectors An. gambiae and An. coluzzii.