Sous contrôle ou sous influence ? Invasions de Wolbachia, incompatibilité cytoplasmique et dynamique des populations de Drosophila suzukii

Président/te du jury :                      

 Rapporteurs/trices :                   

• Christelle Lopes, Maîtresse de conférences, Université Claude Bernard, Lyon 1, CNRS
• Yannick Outreman, Professeur, Institut Agro Rennes-Anger                                                   

Examinateurs/trices :

• Laure Kaiser-Arnauld, Directrice de recherche, UPSaclay, CNRS
• Fabrice Vavre, Directeur de recherche, Université Claude Bernard, Lyon 1, CNRS

Invités/ées :

• Laurence Mouton, Maîtresse de conférences, Université Claude Bernard, Lyon 1, CNRS

Directeur/trice de Thèse :

• Xavier Fauvergue, Directeur de recherche, Institut Sophia-Agrobiotech
• Nicolas Ris, Ingénieur de recherche, Institut Sophia-Agrobiotech     

Résumé :

Wolbachia pipientis est une bactérie qui infecte de nombreux arthropodes et nématodes. Localisée dans le cytoplasme de ses hôtes, elle est transmise de la mère à ses descendants. Wolbachia manipule la reproduction de ses hôtes en faveur de sa propre transmission, le mécanisme le plus répandu étant l’incompatibilité cytoplasmique (IC). Dans sa forme la plus simple, l’IC se traduit par la stérilité des croisements entre mâles infectés et femelles non infectées. A ce titre, Wolbachia pourrait servir dans des programmes de gestion d’espèces nuisibles. Nous présentons ici les premiers développements expérimentaux d’un tel programme de lutte contre la mouche des fruits Drosophila suzukii. En théorie, une souche incompatible de Wolbachia devrait envahir la population d’hôtes dans laquelle elle est introduite, causer une augmentation des croisements stériles et donc un déclin de la population. Une telle stratégie, combinée à d’autres mécanismes déstabilisants tels que l’effet Allee, permettrait d’éradiquer la population nuisible. Afin de mettre à l’épreuve cette théorie, nous avons mené des recherches expérimentales sur D. suzukii et trois souches de Wolbachia : wSuz, souche sauvage n’induisant pas d’IC, wTei et wHa, souches transfectées artificiellement et induisant de l’IC. Pour des grandes populations de mouches à capacité de charge, nous n’avons pas observé la baisse d’effectif attendue en théorie. Nous avons donc fait l’hypothèse d’un mécanisme négligé par les modèles : la compensation par densité-dépendance. En diminuant la proportion d’œuf viables, l’IC pourrait provoquer un relâchement de la compétition entre les larves et ainsi conduire au même nombre d’adultes que sans IC. Nous avons validé cette nouvelle hypothèse et obtenus deux résultats majeurs : (1) au sein de populations de D. suzukii soumises à une manipulation factorielle de la compétition densité-dépendante et de l’IC, un relâchement de la compétition entraine un fort effet de l’IC sur le taux de reproduction ; (2) dans des populations en croissance, l’IC cause une baisse du nombre de mouches qui perdure tant que la compétition est modérée. Ainsi, nous montrons que les populations de D. suzukii est sous l’influence d’une compensation par densité-dépendance qui interfère avec une stratégie de contrôle utilisant l’incompatibilité cytoplasmique. En parallèle, des expériences à faible effectif montrent un accroissement exponentiel des petites populations, sans effet Allee déstabilisateur. Ainsi, nos recherches suggèrent que le développement de nouvelles méthodes de biocontrôle ne pourra se passer de recherches fondamentales sur les processus complexes qui déterminent la dynamique éco-évolutive des populations, au risque de produire des échecs incompris.

Mots Clefs :

Wolbachia, Drosophila suzukii, incompatibilité cytoplasmique, densité dépendance, dynamique de population

Le séminaire pourra également être suivi en VISIOCONFERENCE :

Pour celles et ceux qui souhaiteraient suivre en ligne :

https://inrae-fr.zoom.us/j/2444209459?pwd=ZSsyOC9EL3BWQ2dBMUpsaXRTNkxrQT09&omn=97345676981
ID de réunion : 244 420 9459
Code secret : HQc3RuDAk!