Evolution chimiosensorielle à l'origine de l'inquilinisme chez le pou de l'abeille (Braula coeca)

Chemosensory evolution at the origin of inquilinism in the bee louse (Braula coeca)

• Auteur / Autrice : Alizée Delarue
• Direction : Amir Yassin, Héloïse Bastide
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Évolution
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2023
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Structure et Dynamique des Systèmes Vivants
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : EGCE - Évolution, Génomes, Comportement et Écologie
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Faculté des sciences d'Orsay

Mots clés

Mots clés libres

Neurogénétique évolutive

Parasitisme

Olfaction

Interactions interspécifiques

Eusocialité

Drosophile

Evolutionary neurogenetics

Interspecific interactions

Parasitism

Eusociality

Olfaction

Drosophila

Résumé

La division du travail en castes fertiles et non fertiles est un aspect fondamental des animaux eusociaux. Chez l'abeille domestique (Apis mellifera), la distinction entre la reine et les ouvrières est contrôlée par l'action des phéromones mandibulaires de la reine (PMRs), dont l'odorat conduit au sous-développement des ovaires et à la stérilisation des ouvrières. Les PMRs ont aussi des effets anti-ovariens interspécifiques sur un large éventail d'insectes, ce qui indique qu'ils peuvent jouer un double rôle : 1) maintenir la division du travail dans la colonie, et 2) protéger la colonie des inquilines parasitaires en inhibant leur reproduction dans la ruche. Le pou de l'abeille (Braula coeca) est une mouche aptère et aveugle qui passe l'entièreté de son cycle de vie dans la ruche des abeilles, essentiellement attaché au thorax et à la tête de la reine. Sa capacité de se reproduire dans la ruche indique qu'il a réussi à contourner les effets anti-ovariens des PMRs. Nous avons récemment séquencé le génome de B. coeca, et nous avons confirmé qu'il constitue un branchement profond de la famille des Drosophilidae, qui contient également Drosophila melanogaster, l'insecte dont la génétique et la biologie sont les mieux connues. Nous avons trouvé que B. coeca a perdu presque la moitié du répertoire typique des récepteurs olfactifs de la drosophile dont plusieurs récepteurs qui répondent aux PMRs chez D. melanogaster. L'objectif de cette thèse est de profiter des outils génétiques uniques de la drosophile pour tester l'hypothèse que l'évolution rapide des récepteurs olfactifs chez B. coeca la protège des effets anti-ovariens des PMRs, lui permettant ainsi d'évoluer et de se reproduire dans un milieu essentiellement stérilisant.

The division of labor into reproductive and non-reproductive castes is a fundamental aspect of eusocial animals. In the honey bee (Apis mellifera), the distinction between the queen and the workers is controlled by the action of the mandibular queen pheromones (QMPs), the smell of which leads to the underdevelopment of the ovaries and the sterilization of the workers. QMPs also have interspecific anti-ovarian effects on a wide range of insects, indicating that they may play a dual role: 1) maintaining the division of labor in the colony, and 2) protecting the colony from parasitic inquilines by inhibiting their reproduction in the hive. The bee louse (Braula coeca) is a wingless, blind fly that spends its entire life cycle in the bee hive, mainly attached to the thorax and head of the queen. Its ability to reproduce in the hive indicates that it has managed to circumvent the anti-ovarian effects of QMPs. We recently sequenced the genome of B. coeca, and confirmed that it constitutes a deep branch in the Drosophilidae family, which also contains Drosophila melanogaster, the insect whose genetics and biology are best known. We found that B. coeca lost almost half of the typical repertoire of Drosophila olfactory receptors including several receptors that respond to QMPs in D. melanogaster. The objective of this thesis is to take advantage of the unique genetic tools of Drosophila to test the hypothesis that the rapid evolution of olfactory receptors in B. coeca protects it from the anti-ovarian effects of QMPs, thus allowing it to evolve and to reproduce in an essentially sterilizing environment.