CHAPITRE I LES EFFETS SOUS-LÉTAUX DU TÉBUFÉNOZIDE SUR LES ACTIVITÉS PRÉ-COPULATOIRES ET COPULATOIRES DE CHORISTONEURA FUMIFERANA ET C. ROSACEANA

Table des matières

La recherche de produits de synthèse plus sélectifs et sécuritaires a mené à la découverte des régulateurs de croissance d’insecte qui simulent l’action des hormones de croissance chez les insectes. Le tébufénozide, commercialisé sous le nom de Mimic®, fait parti de cette nouvelle classe de produit, puisqu’il montre une activité ecdystérogénique spécifique aux Lépidoptères (Smagghe et Degheele, 1994a; Smagghe et al ., 1996a; Dhadialla et al ., 1998; Sundaram et al ., 1998). L’ingestion de cet agoniste non-stéroïdal induit une mue précoce et des anomalies létales chez les larves telles une double capsule céphalique et une cuticule incomplète (Retnakaran et al ., 1997a, b; Smagghe et al ., 1996b). Son mode d’action est relié à son affinité pour les récepteurs de l’ecdysone des cellules épidermiques (Wing et al. , 1988; Retnakaran et al ., 1995) et à sa persistance dans l’organisme de l’insecte. Selon Palli et al . (1995) et Retnakaran et al . (1995), le tébufénozide empêcherait l’expression des gènes normalement activés en l’absence de l’ecdysone endogène.

L’ecdysone produite par les glandes prothoraciques est toujours présente chez l’adulte grâce à sa synthèse par les testicules des mâles (Loeb et al ., 1982, 1984) et les ovaires des femelles (Hagerdorn, 1985). Cette hormone gonadotropique joue un rôle clé dans la différentiation et la maturation du système reproducteur mâle (Nowock, 1972, 1973; Shinbo et Happ, 1989) ainsi que dans la production des spermatozoïdes (Dumser, 1980 ; Thorson et Riemann, 1982; Gelman et al ., 1988; Gielbultowicz et al ., 1993; Seth et al ., 2002; Kawamura et al ., 2003) et ce, bien avant le stade adulte. Quant à la femelle, l’ecdysone en concomitance avec l’hormone juvénile régule le développement ovarien chez certaines espèces de papillons nocturnes et diurnes (Ramaswamy et al ., 1997).

Très peu d’études ont évalué les effets probables du tébufénozide sur le développement des systèmes reproducteurs mâle et femelle. En effet, Carpenter et al . (1994), ont observé que la présence du tébufénozide chez les mâles d’ Helicoverpa zea induisait une chute du nombre d’eupyrènes transférés aux femelles lors de l’accouplement. Chez les femelles de Spodoptera exigua et Plodia interpunctella , il semble que le tébufénozide ait perturbé la maturation ovarienne et le développement des œufs en provoquant une résorption des ovarioles et une malformation du chorion (Smagghe et Degheele, 1994a; Salem et al ., 1997). En ce qui concerne la reproduction proprement dite, laquelle a été la plus largement étudiée, les effets du tébufénozide sur la fécondité et la fertilité se sont avérés très variables suivant le stade de développement au moment du traitement ou la méthode de traitement utilisée et ce, non seulement à un niveau interspécifique mais aussi intraspécifique (Tableau 1). Par ailleurs, à notre connaissance, les effets d’analogues de l’ecdysone sur les activités pré-copulatoires associées à la communication chimique chez les deux sexes n’ont fait l’objet d’aucune étude.

Dans la cadre de la présente étude nous avons donc entrepris des expériences afin d’évaluer les effets sous-létaux du tébufénozide tant au niveau des activités pré-copulatoires impliquant la production, l’émission et la détection de la phéromone sexuelle que de la maturation ovarienne et du pouvoir reproducteur des deux sexes (fécondité, fertilité et production des spermatozoïdes) chez la tordeuse des bourgeons de l’épinette (TBE), C. fumiferana et la tordeuse à bandes obliques (TBO), C. rosaceana , en ciblant les stades larvaires avancés et ce, selon deux méthodes de traitement. Par ailleurs, l’incidence de la mortalité et les effets sur le développement des larves et des pupes sont également présentés.

Méthode de la gouttelette :

Une formulation de tébufénozide (RH-5992 2F, 240g/L d’ingrédient actif) obtenue de la compagnie Dow Agrosciences (Indianapolis, IN et manufacturée par la compagnie Rohm and Haas), a été diluée dans de l’eau bidistillée afin d’obtenir 5, 10 et 15 ng/μl pour les traitements de la TBE ainsi que 60, 120 et 180 ng/μl pour les traitement de la TBO. Chaque solution a été préparée pour réaliser des traitements pendant 3 jours consécutifs. Une pompe à injection multiple (Cole-Parmer, 74900 series) équipée avec une seringue tuberculine de 0.25 cm3 et une aiguille Hamilton de calibre 31 (model KF731) a été utilisée pour appliquer une gouttelette de 0.5 μl de concentrations variables au fond d’un tube (0.25 ml) à microcentrifuge de polypropylène (van Frankenhuyzen et al ., 1997). Les larves nouvellement émergées ont été transférées dans des contenants individuels pour un jeûne de 24 h. Par la suite, chaque larve a été déposée au hasard dans un tube à microcentrifuge afin qu’elle ingurgite la solution de tébufénozide. Les individus témoins ont reçu de l’eau bidistillée seulement. Subséquemment, les tubes ont été disposés sous une source lumineuse pour 2 h afin de stimuler l’ingestion de la gouttelette par les larves. Seuls les individus ayant ingéré complètement la gouttelette ont été retenus comme sujet expérimental et transférés dans un contenant SOLO® de 28 ml.

Des larves de 4ème stade de la TBE ont été utilisées lors des traitements à la gouttelette étant donné que, lors des épidémies, les applications d’agents de contrôle visent préférentiellement ce stade de développement (Pedersen et al ., 1997). Par ailleurs, les individus de la TBO ont été traités au 5ème stade larvaire puisque la majorité des larves chez cette espèce passent l’hiver en diapause au 4ème stade (Maltais et al ., 1989). Les larves de TBE traitées ont reçu des pousses fraîches de sapin baumier à chaque 2 jour tandis que les larves de la TBO ont été nourries à nouveau avec une diète de fèves Pinto.

Méthode de traitement de la diète :

Des solutions de tébufénozide diluées dans de l’eau bidistillée à des concentrations de 0.05, 0.10 et 0.15 ng/μl ont été préparées 24 h avant les traitements. Les surfaces (10 cm2) de la diète de fèves Pinto, disposée dans un contenant SOLO®, ont été traitées avec 0.5 ml de solution le jour du traitement et laissées à sécher durant 4 h. Par la suite, les larves ayant nouvellement mué et jeûné depuis 24 h ont été transférées au hasard sur la surface traitée. Seuls les larves de la TBO ont été soumit à cette méthode de traitement. Finalement, pour chaque dose et méthode de traitement, l’incidence de la mortalité et le temps de développement larvaire et pupal ainsi que le poids des pupes (TBO) ou des adultes à l’émergence (TBE) ont été déterminés chez les deux espèces.

Le comportement de vol des mâles a été étudié dans un tunnel de vol (290 cm de longueur, 120 cm de largeur et 100 cm de hauteur) localisé dans une chambre de croissance environnementale maintenue à 20 ± 0.5°C et une h. r. entre 50 et 70%. Deux lumières blanches, chacune disposée de chaque côté du tunnel, ont été atténuées par du papier brun afin d’atteindre une illumination de 35 lx. La vitesse du vent a été maintenue entre 40 et 50 m/s. Un cap à phéromone commercial BioLure (Oregon, U.S.A.) a été utilisé comme source phéromonale et disposé sur une plateforme à une hauteur de 25 cm au début de chaque jour d’essai.

Les mâles âgés de 2 jours ont été placés dans une cagette de grillage de fer (3 cm de diamètre par 4 cm de hauteur et fermée par un bouchon de mousse) avant le commencement de la scotophase et transférés immédiatement dans la chambre environnementale à des fins d’acclimatation. Les mâles provenant de chaque traitements étaient examinés lors de chaque essai. Le vol des mâles a été évalué entre la 1ère et la 3ème h suivant la fermeture des lumières. Les paramètres comportementaux suivants ont été examinés : le temps écoulé avant le décollage, le vol orienté anémotactique, le contact avec la source phéromonale et la durée du temps de vol. Les mâles dont les ailes et les antennes étaient déformées ainsi que ceux s’étant dirigé directement vers les murs du tunnel de vol ou n’ayant pas décollé après 2 min étaient considérés comme non-répondant. Seule la performance des mâles de C. fumiferana a été examinée, suite à l’impossibilité, pour des raisons inconnues, de faire voler les mâles de C. rosaceana dans le tunnel de vol.

La mortalité pour chaque traitement a été déterminée par une analyse logit à l’aide de la procédure GLIMMIX de SAS/STAT (SAS Institute, 1990). Une transformation 1/log X pour le développement larvaire et total ainsi qu’une transformation logarithmique pour le développement pupal ont été utilisées afin de stabiliser la variance et normaliser les résidus. De plus, une transformation de puissance basée sur la méthode de Box (Box et al ., 1978) a été réalisée sur les données du poids pupal. Les données transformées ont été traitées à l’aide d’une ANOVA en utilisant le sexe et la dose comme effets principaux.

Les données du HMIA et du TMA ont subit une transformation logarithmique afin d’obtenir l’homoscédasticité de la variance, tandis que les données concernant les titres de phéromone et le nombre d’œufs matures n’ont pas fait l’objet de transformation. Les données transformées ou non ont été, par la suite, soumises à une ANOVA où l’âge de la femelle et la concentration de tébufénozide étaient les principaux effets. Étant donné que l’hypothèse de l’homoscédasticité a été respectée, les données de fécondité ont été directement analysées à l’aide d’une ANOVA en utilisant la dose femelle et la dose mâle comme effets principaux. L’ensemble de ces analyses a été réalisé selon la procédure PROC MIXED (HMIA et TMA avec mesures répétées) de SAS/STAT. Pour l’ensemble de ces ANOVA, les moyennes ont été comparées avec des contrastes orthogonaux.

Les données portant sur l’âge d’appel (comportement d’appel), le succès d’accouplement, le pourcentage de fertilité des femelles, la proportion de mâle ayant décollé, performé un vol orienté ou contacté le leurre dans un tunnel de vol ont toutes été soumises à une analyse du Chi-carré (χ2) en utilisant la procédure GENMOD (Generalized linear models) de SAS/STAT. Pour chaque figure ou tableau les moyennes sont exprimées comme étant la moyenne des carrés des valeurs retransformées avec un intervalle de confiance à 95%.

Chez les deux espèces, la mortalité larvaire augmente linéairement avec la dose (TBE, p < 0.001; TBO-G, p < 0.001; TBO-D, p < 0.001) de tébufénozide ingérée, tandis que la mortalité pupale demeure stable (TBE, p = 0.78; TBO-G, p = 0.52; TBO-D, p = 0.48), et ce, pour les deux méthodes de traitement (Tableau 2). Conséquemment, la mortalité totale obtenue suite à nos traitements augmente de façon linéaire et atteint ainsi aux concentrations les plus élevées 71% chez la TBE, 62% chez la TBO-G (TBO méthode de la gouttelette) et 78% chez la TBO-D (TBO méthode de la diète). Les effets du tébufénozide chez les larves étaient facilement identifiables, puisqu’elles avaient généralement une double capsule céphalique et une cuticule incomplète. Par contre, les effets chez les pupes étaient plus subtils, les déformités variant de légères à sévères. Également, les anormalités pupales étaient plus fréquentes chez les individus traités avec la méthode de la diète qu’avec celle de la gouttelette (observations personnelles). D’après les résultats obtenus avec la méthode de la gouttelette, le tébufénozide s’est avéré plus toxique envers les larves de C. fumiferana que celles de C. rosaceana . En effet, une dose aussi faible que 5 ng/ul de tébufénozide a causé 50% de mortalité chez la TBE, comparativement à une dose située entre 60 ng/µl et 120 ng/µl chez la TBO, ce qui représente au minimum une augmentation de 12 fois de la dose-réponse.

Quelle que soit l’espèce ou la méthode de traitement utilisée, le temps de développement larvaire et total augmente linéairement avec la dose de tébufénozide ingérée (TBE, p < 0.001; TBO-G, p < 0.001; TBO-D, p < 0.001), tandis que le temps de développement de la pupe ne varie pas significativement (TBE, p = 0.23; TBO-G, p = 0.06; TBO-D, p = 0.27) (Fig. 1). De façon générale, les doses induisant la plus forte mortalité (Tableau 2) ont les effets les plus marqués sur le temps de développement des survivants. Cependant, l’importance de ces effets varie selon l’espèce ou la méthode de traitement. En effet, le délai dans le temps de développement total entre les témoins et les individus traités avec la dose la plus élevée est de 1 jour chez la TBE, tandis qu’il est de 2 jours chez la TBO-G et de 3 jours chez la TBO-D.

Le poids des mâles et des femelles de la TBE (p = 0.72) et de la TBO (p = 0.07) traités avec la méthode de la gouttelette n’est pas affecté par le tébufénozide (Fig. 2). Par contre, chez la TBO, le tébufénozide réduit linéairement le poids pupal des deux sexes traités avec la méthode de la diète (interaction, p < 0.001), les femelles étant plus affectées. Les mâles ayant ingéré la plus forte concentration de tébufénozide ont un poids pupal moyen inférieur de 8 mg comparativement aux mâles témoins. Également, les femelles ayant reçu la même dose pèsent en moyenne 20 mg de moins que les femelles témoins, ce qui correspond à une perte d’environ un sixième de leur poids corporel.

Malgré une certaine variabilité entre les méthodes de traitements, le tébufénozide n’a pas influencé significativement l’âge auquel les femelles ont initié le comportement d’appel pour la première fois (p = 0.50). En effet, chez les individus traités avec les plus fortes doses, 88% des femelles de la TBE et de la TBO-G ont appelé lors de leur première nuit suivant l’émergence, comparativement à 75% chez les femelles TBO-D.

Chez la TBE, les femelles âgée de 1 jour ont débuté le comportement d’appel une heure plus tard que les femelles témoins (p = 0.0025), tel que déterminée par l’heure moyenne d’initiation de l’appel (HMIA) (Fig. 3). Chez les femelles plus âgées, l’heure d’initiation de l’appel a eu lieu de plus en plus tôt avec l’âge et n’a pas varié selon les traitements (p > 0.05). Également, le tébufénozide n’a pas affecté l’heure du début d’appel des femelles de la TBO, malgré que les femelles TBO-D, ayant ingéré la concentration la plus élevée du produit, aient initié l’appel toujours plus tard que les témoins et ce, pour les cinq nuits consécutives d’appel (p = 0.28) (Fig. 3). Le temps moyen d’appel (TMA), qui augmente à mesure que les femelles vieillissent, n’a pas varié significativement suivant un traitement au tébufénozide chez les femelles de la TBE (p = 0.39) et de la TBO traitées avec les deux méthodes de traitements (TBO-G = 0.83; TBO-D = 0.25) (Fig. 4). Cependant, il est important de noter que les femelles TBO-D traitées avec la plus forte dose ont appelé moins longtemps que les femelles témoins lors des cinq nuits consécutives d’appel.

La production, par les femelles de la TBE, de la composante majeure de la phéromone sexuelle, E11-14 :Ald, n’a pas varié de façon significative suivant un traitement au tébufénozide (p > 0.05) et ce, quel que soit l’âge de la femelle (Tableau 3). De façon similaire, le déclin du Z11-14 :Ac avec l’âge (TBO-G, p = 0.0007; TBO-D, p = 0.01) n’a pas été affecté différemment par l’ingestion de doses variables de tébufénozide par les femelles TBO-G (p >>0.05) et TBO-D (p >>0.05) (Tableau 3).

Le tébufénozide a perturbé la maturation ovarienne chez les femelles TBO-G puisque le nombre total d’œufs matures produits a diminué linéairement à mesure que la dose du produit ingérée augmentait (p = 0.01) (Fig. 5). Également, le tébufénozide a affecté négativement le développement ovarien chez les femelles TBO traitées avec la méthode de la diète, les effets variant selon la dose ingérée et l’âge de la femelle (interaction, p = 0.015) (Fig. 6). En effet, les femelles traitées âgées de 1 jour ont toutes produit un nombre inférieur d’œufs chorionnés comparativement aux femelles témoins. Par contre, seules les femelles de 3 jours, ayant ingéré 0.1 ng/µl et 0.15 ng/µl, ont montré un développement ovarien réduit, tandis que l’ensemble des femelles de 5 jours ont produit un nombre similaire d’œufs matures. Ainsi, il semble que les femelles traitées ont eu une maturation ovarienne plus lente, et de ce fait, ne développeront jamais un nombre optimal d’œufs matures comparativement aux femelles témoins.

La première étape de l’activité de vol des mâles de la TBE traités au tébufénozide n’a pas été affectée, puisque le temps requis pour le décollage (p > 0.05) et le pourcentage de mâles ayant décollé (p = 0.09) ne diffèrent pas de ceux des témoins (Tableau 4). Parmi les mâles qui ont décollé, ceux ayant reçu la plus faible concentration de tébufénozide (5 ng/µl) ont eu significativement plus de difficulté à exécuter un vol orienté (p = 0.018). Par contre, parmi les mâles qui ont initié un vol orienté, la proportion qui a atteint la source phéromonale n’a pas diminué significativement comparativement aux témoins (p = 0.25). Cependant, la vitesse de vol de ces derniers a été marginalement inférieure chez les mâles ayant ingéré la plus faible concentration de tébufénozide (p = 0.05).

Le succès d’accouplement de la TBE n’a pas été affecté négativement par le tébufénozide, malgré une légère chute chez les couples dont le mâle avait été traité (p = 0.38) (Tableau 5). De façon similaire, les couples de la TBO traités avec la méthode de la gouttelette ont eu autant de succès que les couples témoins, sans égards aux concentrations de l’agoniste ou du sexe traité (p > 0.05). Cependant, les mâles TBO-D ont été négativement affectés puisque le succès d’accouplement a été significativement plus faible (p < 0.001) chez les couples dont le mâle avait ingéré 0.10 ng/µl ou 0.15 ng/µl de tébufénozide.

La fécondité (p > 0.05) ainsi que la fertilité (p > 0.05) de la TBE n’ont pas varié selon que la femelle, le mâle ou les deux sexes aient été traités avec le tébufénozide (Tableau 5). De façon similaire, le succès reproducteur des individus TBO-G est demeuré le même nonobstant la dose à laquelle les femelles, les mâles ou les deux sexes ont été traités (p > 0.05). Par contre, le tébufénozide a diminué le nombre d’œufs pondus (p = 0.02) lorsque seules les femelles TBO ont été traitées avec la méthode de la diète. Finalement, la fertilité (p > 0.05) des femelles TBO-D n’a pas varié selon que l’un des deux sexes ou les deux aient ingéré l’agoniste de l’ecdysone.

La présence du tébufénozide chez les mâles TBO-G n’a pas modifié le poids du spermatophore transféré à la femelle (p = 0.6), de même que le nombre de spermatozoïdes apyrènes et eupyrènes présents dans le spermatophore (apyrène, p = 0.6; eupyrène, p = 0.5) ou la spermathèque (apyrène, p = 0.3; eupyrène, p = 0.42) (données non présentées). Par contre, l’ingestion de tébufénozide par les mâles TBO-D a perturbé leur système reproducteur, puisque le poids du spermatophore (p = 0.004) et son contenu en eupyrènes (p = 0.02) ainsi que le nombre d’eupyrènes ayant migrer vers la spermathèque (p = 0.001) a diminué linéairement avec la dose, sans toutefois modifier le nombre d’apyrènes dans le spermatophore, (p = 0.4) ou la spermathèque (p = 0.9) (Fig. 7).

↓ représente un effet de diminution, tandis que ― indique qu’il n’y a eu aucun effet.

A. TBE – Traitement à la gouttelette

B. TBO – Traitement à la gouttelette

C. TBO – Traitement de la diète

Les valeurs entre parenthèses correspondent à des intervalles de confiance à 95%.

Tableau 5. Les effets de différentes doses de tébufénozide sur le succès d’accouplement, la fécondité et le pourcentage de fertilité obtenus chez la TBE et la TBO à partir de couples dont l’un ou les deux sexes ont été traités 4ème ou 5ème au stade larvaire selon la méthode de la gouttelette (G) ou de la diète (D).

Espèce – Traitement

N

Dose (ng/µl)

Sexe traité

Succès d’accouplement

Fécondité

% Fertilité

             

TBE - G

20

0

Les deux

82 (62–92)

184 (150-218)

67 (52-82)

18

15

Mâle

72 (47–88)

198 (156-240)

73 (55-92)

12

15

Femelle

81 (61–92)

196 (162-230)

55 (40-70)

13

15

Les deux

72 (47–88)

158 (118-197)

63 (46-81)

           

TBO – G

131

0

Les deux

75 (67-81)

653 (543-763)

64 (55-74)

21

60

 

Mâle

75 (63-84)

712 (498-925)

73 (54-93)

53

60

 

Femelle

71 (54-84)

629 (438-820)

57 (41-73)

21

60

 

Les deux

72 (55-84)

554 (349-759)

49 (30-68)

             

17

120

 

Mâle

83 (71-91)

608 (347-869)

61 (39-82)

50

120

 

Femelle

85 (66-95)

764 (573-955)

65 (49-81)

16

120

 

Les deux

91 (75-97)

642 (429-856)

51 (33-69)

             

20

180

 

Mâle

76 (63-86)

446 (232-659)

44 (25-64)

45

180

 

Femelle

72 (54-85)

504 (307-702)

48 (32-65)

20

180

 

Les deux

73 (56-86)

602 (398-808)

51 (33-68)

           

TBO – D

120

0

Les deux

83 (76 - 87)

511 (408-615)

61 (52-70)

19

0.05

 

Mâle

76 (64-85)

495 (321-670)

68 (53-84)

55

0.05

 

Femelle

78 (62-89)

551 (383-720)

67 (52-81)

23

0.05

 

Les deux

56 (45 – 69)

487 (318-656)

53 (40-67)

             

19

0.10

 

Mâle

53 (43-63)

505 (330-679)

54 (39-70)

85

0.10

 

Femelle

78 (63-88)

357 (188-525)

65 (49-80)

27

0.10

 

Les deux

45 (30-61)

512 (315-709)

65 (47-82)

             

15

0.15

 

Mâle

56 (45-66)

543 (368-717)

59 (43-74)

79

0.15

 

Femelle

80 (66-89)

429 (254-603)

53 (39-69)

33

0.15

 

Les deux

51 (36-66)

318 (155-481)

59 (43-74)

             

Les valeurs entre parenthèses correspondent à des intervalles de confiances à 95%.

Figure 1. Les effets de différentes doses de tébufénozide sur le temps de développement larvaire et total obtenus chez la TBE et la TBO traitées au 4ème ou 5ème stade respectivement, selon la méthode de la gouttelette (G) ou de la diète (D).

Figure 2. Les effets de différentes doses de tébufénozide sur le poids des mâles et des femelles chez la TBE (poids à l’émergence) et la TBO (poids au stade pupe) traitées au 4ème ou 5ème stade larvaire respectivement, selon la méthode de la gouttelette (G) ou de la diète (D).

Figure 3. Les effets de différentes doses de tébufénozide (ug/µl) sur l’heure moyenne d’initiation de l’appel obtenue pour chacune des cinq premières nuits suivant l’émergence chez des femelles de la TBE et de la TBO traitées au 4ème ou 5ème stade larvaire, selon la méthode de la gouttelette (G) ou de la diète (D). Les valeurs avec * indiquent une différence significative à des intervalles de confiance à 95%.

Figure 4. Les effets de différentes doses de tébufénozide sur la durée moyenne de l’appel pour chacune des cinq nuits suivant l’émergence chez les femelles vierges de la TBE et de la TBO traitées au 4ème ou 5ème stade larvaire respectivement, selon la méthode de la gouttelette (G) ou de la diète (D).

Figure 5. Les effets de différentes doses de tébufénozide sur le nombre d’œufs matures produits par des femelles vierges de la TBO traitées au 5ème stade larvaire par la méthode de la gouttelette.

Figure 6. Les effets de différentes doses de tébufénozide (ng/µl) sur le nombre d’œufs matures produits par des femelles vierges de la TBO âgées de 1, 3 et 5 jours traitées au 5ème stade larvaire par la méthode de la diète. Les valeurs avec * indiquent une différence significatives à des intervalles de confiance à 95%.

Figure 7. Les effets de différentes doses de tébufénozide sur le poids du spermatophore ainsi que sur le nombre d’eupyrènes et d’apyrènes présents dans le spermatophore et la spermathèque de femelles de la TBO accouplées avec des mâles traités au 5ème stade larvaire par la méthode de la diète.

Selon la méthode de traitement à la gouttelette, les concentrations de tébufénozide requises pour induire une mortalité de 50% chez C. fumiferana et C. rosaceana diffèrent grandement, le tébufénozide étant beaucoup plus toxique envers C. fumiferana . C. rosaceana est connue pour être un hôte alterne des parasitoïdes de C. fumiferana dans les forêts mixtes (Maltais et al ., 1989). Dans un contexte de lutte contre C. fumiferana , un important ravageur des forêts de conifères en Amérique du Nord, l’utilisation de doses provoquant une faible mortalité chez les larves de C. rosaceana , protégerait une proportion des populations de parasitoïdes. Par ailleurs, les effets du tébufénozide sur le temps de développement larvaire chez ces deux espèces pourraient favoriser le risque de parasitisme et de prédation et ainsi augmenter indirectement la mortalité au sein des populations de C. fumiferana .

Des variations dans l’activité de cet analogue de l’ecdysone ont été également rapportées chez d’autres Lépidoptères. Smagghe et Degheele (1994b) ont suggéré que la différence de toxicité observée entre S. exempta et S. exigua était due à la variabilité interspécifique dans la structure des récepteurs de l’ecdysone et des propriétés biochimiques impliquées dans son attachement aux récepteurs. Plus récemment, il a été proposé que la susceptibilité variable aux agonistes des ecdystéroïdes puisse être associée à l’induction de l’ecdystéroïde 26-hydroxylase (ecdysteroid 26-hydroxylase), une enzyme responsable du métabolisme des ecdystéroïdes (Williams et al ., 2002).

Les effets sous-létaux observés chez C. fumiferana , tout comme chez C. rosaceana , traités selon la méthode de la gouttelette ont été peu nombreux. Bien que cette méthode ait permis de contrôler la quantité exacte de tébufénozide ingéré par chaque larve, ces dernières n’ont néanmoins reçu qu’une seule dose potentiellement létale au cours de leur vie. Conséquemment, l’élimination ou la détoxication de l’agoniste par les larves traitées pourrait avoir été plus efficace avec cette méthode et ainsi réduire les effets sous-létaux observés chez les survivants. Chez les espèces du genre Spodoptera , Smagghe et Degheele (1994b) ont rapporté que le tébufénozide semblait être détoxiqué principalement par le système digestif. Également, d’après Retnakaran et al . (2001), la résistance d’ Orgyia leucostigma pour le tébufénozide serait due à un mécanisme d’exclusion au niveau des cellules par des pompes membranaires à ATP (ATP-binding cassette transporter) plutôt qu’à la dégradation de la molécule de synthèse. Dans notre étude, nous ne pouvons éliminer la possibilité que certaines larves aient régurgité le tébufénozide suivant leur transfert dans des contenants individuels.

Le comportement d’appel des femelles de la TBE a été affecté par la présence du tébufénozide puisque les femelles ont initié l’appel plus tard dans la première nuit suivant l’émergence contrairement aux témoins. Par contre, l’analogue de l’ecdysone n’a pas modifié la production de la phéromone sexuelle chez ces dernières, tout comme chez les femelles de la TBO traitées avec les deux méthodes de traitement. Les mécanismes physiologiques sous-jacents aux comportement d’appel sont très peu compris, quoique l’évagination de la glande à phéromone durant l’appel soit considérée comme étant sous contrôle nerveux (Sasaki et al ., 1983; Itagaki et Conner, 1986). À cet égard, des effets neurotoxiques des agonistes des ecdystéroïdes par le blocage des canaux K+ des nerfs et des muscles ont été rapportés (Salgado, 1992). Cependant, il est peu probable que ce type d’effets sur le système nerveux soit à l’origine du délai observé au niveau de l’appel, puisque les symptômes neurotoxiques se produisent habituellement dans les heures suivant le traitement (Saldago, 1992).

Le délai observé dans l’heure moyenne d’initiation de l’appel (HMIA) des femelles traitées de la TBE n’a eu aucune répercussion sur le succès d’accouplement en laboratoire. Le dispositif expérimental utilisé dans cette étude pourrait expliquer les résultats contradictoires obtenus. Les couples étant gardés dans une cagette de plastique tout au cours de la scotophase, le délai dans le comportement d’appel a donc été annulé. Par contre, dans une population exposée au tébufénozide, il est fort probable que les femelles ayant survécu au traitement soient moins compétitives à attirer un partenaire sexuel que d’autres femelles ayant échappé à celui-ci, puisqu’il semble que l’initiation de l’appel tôt dans la nuit soit un avantage reproductif chez certain Lépidoptères nocturnes (Delisle, 1995).

La biosynthèse de la phéromone sexuelle chez les Lépidoptères est activée par la libération d’un neuropeptide, PBAN (pheromone biosynthesis activating neuropeptide), qui voyage par l’hémolymphe et/ou la corde nerveuse ventrale afin d’activer la glande à phéromone (Rafaeli, 2002). Contrairement à d’autres papillons nocturnes, la compétence de la glande des femelles de Trichoplusia ni est contrôlée par la 20-HE (20-hydroxyecdysone) et a lieu chez l’adulte pharate lors du déclin de cet ecdystéroïde dans l’hémolymphe (Tang et al ., 1991). Les auteurs de cette étude ont suggéré que les ecdystéroïdes puissent contrôler la compétence de la glande à phéromone de façon similaire chez les espèces où le PBAN stimule la production de la phéromone. Un tel mécanisme physiologique est peu probable chez C. fumiferana et C. rosaceana , puisque l’activation constante des récepteurs de l’ecdysone par le tébufénozide n’a pas affecté la compétence de la glande; les titres des composantes majeures de la phéromone sexuelle étant similaires entre les femelles traitées et témoins.

Chez les papillons nocturnes, l’inhibition post-copulatoire de la production de la phéromone peut se faire directement via un facteur humoral ou indirectement par le système nerveux (Raina et al ., 1994; Ramaswamy et al ., 1996). Chez Heliothis virescens , la 20-HE produite par les testicules (Loeb et al., 1984; Ramaswamy et al., 1994) des mâles a été suspectée d’être un facteur phéromonostatique transféré dans la bourse copulatrice des femelles durant l’accouplement (Ramaswamy et Cohen, 1992). Cependant, l’injection de la 20-HE chez les femelles vierges des deux espèces de Choristoneura n’a pas diminué les titres de la phéromone (Delisle et al ., 2000), ce qui appuie les résultats obtenus dans cette étude. De ce fait, la présence du tébufénozide dans l’hémolymphe des femelles adultes n’agit pas du tout comme un facteur phéromonostatique chez nos deux espèces.

Chez les mâles de la TBE, la présence du tébufénozide dans l’organisme de ces derniers n’a pas perturbé l’activité motrice associée au vol. Cependant, la capacité des mâles à détecter la phéromone synthétique semble être affectée par des faibles concentrations de cet analogue de l’ecdysone. Les informations olfactives chez les insectes sont analysées au niveau du lobe antennaire considéré comme étant le centre olfactif du système nerveux central (Hansson et Anton, 2000). Plusieurs substances neuroactives ont été localisées à l’intérieur du lobe antennaire, incluant des hormones. En effet, l’hormone juvénile est reconnue pour augmenter la sensibilité du lobe antennaire à la phéromone sexuelle chez Agrotis ipsilon (Gadenne et Anton, 2000), tandis qu’elle semble inhiber la sensibilité à la phéromone d’aggrégation chez le locuste Schistocerca gregaria (Hansson et Anton, 2000). Aucun rôle similaire n’a encore été attribué aux ecdystéroïdes. Cependant, étant donné que les résultats de cette étude semblent démontrer que le système olfactif des mâles a été affecté, il est possible que l’ecdysone ou d’autres ecdystéroïdes interfèrent dans le décodage des informations olfactives.

La fécondité et la fertilité des femelles de la TBE n’ont pas été affectées par un traitement au tébufénozide selon la méthode de la gouttelette. Cadogan et al . (2002) ont également rapporté que cet analogue n’avait pas réduit le potentiel reproducteur chez les femelles de cette espèce, lorsque celles-ci avaient été traitées au stade larvaire avec des doses de tébufénozide produisant une incidence de mortalité très faible (moins de 5%). Par contre, Sundaram et al . (2002) ont rapporté que l’injection du tébufénozide directement dans la pupe avait diminué le pouvoir fécondant des femelles uniquement lorsque ces dernières avaient des malformations importantes. Ainsi, chez C. fumiferana , il semble que les doses nécessaires pour réduire le potentiel reproducteur des femelles survivantes doivent être très élevées et induirent de forte mortalité larvaire. Également, chez les mâles, d’après des résultats obtenus dans notre laboratoire, le tébufénozide ne modifie pas la production des spermatozoïdes apyrènes et eupyrènes.

Chez C. rosaceana , les effets sous-létaux du tébufénozide ont été beaucoup plus importants avec la méthode de traitement de la diète qu’avec celle de la gouttelette. L’accumulation du tébufénozide dans le corps de l’insecte via l’ingestion et l’absorption par la cuticule est sans aucun doute à l’origine des effets plus prononcés observés avec cette méthode qui se voulait plus représentative de la réalité. Ainsi, la masse corporelle des mâles et des femelles de la TBO a été affectée uniquement suivant un traitement avec la diète, ces dernières étant davantage affectées. En effet, pour des raisons qui demeurent toujours inconnues, il semble que les femelles soient plus susceptibles au tébufénozide que les mâles. Les femelles ayant une masse corporelle supérieure à celle des mâles, il est raisonnable de croire qu’elles se sont nourries davantage sur la diète traitée lors de leur développement larvaire ce qui aurait occasionné des effets sous-létaux plus importants.

La perte de poids des mâles C. rosaceana (méthode diète) pourrait être à l’origine d’une diminution dans le succès d’accouplement observé chez les couples où le mâle avait été traité. En effet, il est possible que les femelles soient discriminantes envers les mâles de petit poids et les rejetteraient davantage que ceux de poids supérieur (Phelan et Baker, 1986). Bien qu’aucune étude chez cette espèce n’ait clairement démontré que le poids est un critère de sélection chez les femelles, une étude de Delisle et Bouchard (1995) montre que la qualité de la nourriture réduit le poids des mâles et que ces derniers ont un succès d’accouplement inférieur à ceux nourris sur du feuillage de qualité. Il se peut également que le tébufénozide ait perturbé le système olfactif des mâles tout comme celui des mâles de la TBE. Dans ce cas, les effets sous-létaux provoqués par le traitement à la diète auraient été suffisamment importants pour réduire le succès d’accouplement malgré la promiscuité des partenaires dans les cagettes. Par ailleurs, tel qu’observé chez C. fumiferana (Palanaswamy et al ., 1979), il n’est pas exclus que les mâles TBO puissent aussi produire une phéromone sexuelle dont l’effet aphrodisiaque chez la femelle ait été atténué par le tébufénozide, réduisant de ce fait leur succès d’accouplement.

Parmi les perturbations les plus importantes occasionnées par le tébufénozide, on note un retard dans la maturation ovarienne chez C. rosaceana . D’autres études ont également rapporté que cet analogue de l’ecdysone affectait le développement des œufs (Smagghe et Degheele, 1992, 1994a; Salem et al ., 1997). Cependant, contrairement à leurs observations, le tébufénozide semble ralentir la maturation des oocytes chez la TBO plutôt qu’induire une dégénération des ovarioles, puisque le nombre d’œufs matures chez les femelles OBL-D augmente avec le vieillissement. Cette augmentation de la production d’œufs matures n’a cependant pas été suffisante pour restaurer leur fécondité, puisque le nombre d’œufs pondus par les femelles OBL-D était inférieur à celui des femelles témoins. Une réduction de la fécondité des femelles de C. rosaceana par le tébufénozide a également été rapportée par Sun et al . (2000). Chez les Lépidoptères, la vitellogenèse est régulée par les hormones gonadotropiques : l’hormone juvénile et les ecdystéroïdes (Bellés, 1995; Ramaswamy et al ., 1997). L’importance des ecdystéroïdes dans le processus de la vitellogenèse dépend principalement du moment où cette activité est initiée dans le développement de l’insecte. En effet, chez des espèces comme Bombyx mori où le développement des œufs débute chez la larve, les ecdystéroïdes sont nécessaires à la production de la vitellogénine. Par contre, chez d’autres espèces, la vitellogenèse initiée chez la pupe ou l’adulte, a lieu lorsque les concentrations d’ecdystéroïdes chutent dans l’hémolymphe ou en l’absence complète de cette hormone (voir Ramaswamy et al ., 1997 pour une classification plus détaillée des Lépidoptères). Chez ces derniers, plusieurs études ont démontré qu’un titre élevé d’ecdystéroïdes pouvait bloquer la séquestration de la vitellogénine par les oocytes (Shirk et al ., 1990, 1992) ou inhiber l’action gonadotropique de l’hormone juvénile (Satyanarayana et al ., 1992, 1994). Chez la TBO, la croissance des œufs et la vitellogenèse est sous la dépendance de l’hormone juvénile (Delisle et Cusson, 1999). Conséquemment, il est probable que cet agoniste de l’ecdysone inhibe partiellement l’action de l’hormone juvénile sur la maturation ovarienne. Également, Smagghe et Degheele (1994c) ont suggéré que les analogues de l’ecdysone affectaient le processus de l’ovulation en bloquant la libération de l’hormone d’ovulation myotropique (myotropic ovulation hormone) par les cellules neurosécrétrices qui sont normalement activées par un déclin du titre des ecdystéroïdes (Hagedorn, 1985).

Plusieurs études ont démontré que le tébufénozide réduisait la fertilité des femelles et/ou des mâles chez certains Lépidoptères dont H. zea (Carpenter et Chandler, 1994), Cydia pomonella (Sun et Barrett, 1999), Argyrotaenia velutiana et C. rosaceana (Sun et al ., 2000). Contrairement aux résultats obtenus par Sun et al . (2000), nos combinaisons d’accouplement n’ont pas permis de démontrer que le tébufénozide affectait la fertilité des deux sexes chez C. rosaceana . Par contre, chez les mâles traités, le tébufénozide a réduit la masse du spermatophore, son contenu en eupyrènes ainsi que le nombre d’eupyrènes dans la spermathèque des femelles. Carpenter et Chandler (1994) ont également rapporté que le tébufénozide prévenait le transfert des spermatozoïdes eupyrènes lors de la copulation chez H. zea . Il est fort probable que la diminution du nombre d’eupyrènes observée chez C. rosaceana et H. zea soit liée à une inhibition de leur libération par les vas deferens , un effet qui a été également démontré chez Lymantria dispar (L.) suivant un traitement à la 20-HE (Giebultowicz et al ., 1993). Ainsi, bien que le tébufénozide ait réduit le potentiel reproducteur des mâles, il semble que la chute du nombre d’eupyrènes dans la spermathèque des femelles n’ait pas été assez importante pour provoquer des répercussions sur la fertilité des femelles. Des études présentement en cours chez C. rosaceana tendent à démontrer que les femelles redeviennent réceptives lorsque le nombre d’eupyrènes dans la spermathèque atteint un seuil d’environs 2000 (communication personnelle de M. Marcotte). Ce seuil critique n’ayant pas été atteint chez les femelles accouplées avec un mâle traité au tébufénozide, leur fertilité n’en a pas été affectée.

Cadogan et al . (2002) ont également démontré que la présence du tébufénozide sur la surface de ponte inhibait l’oviposition chez les femelles de C. fumiferana . D’après ceux-ci, cet effet serait associé à une modification de la surface de ponte par le tébufénozide plutôt que par l’émission d’un stimulus volatile qui inhiberait l’oviposition. Chez cette espèce, les femelles ont la capacité de discriminer entre différents types de substrats, la cire sur les aiguilles de sapin baumier agissant à titre de stimulant (Rivet et Albert, 1990). De ce fait, il se pourrait que le tébufénozide inhibe également ce comportement chez C. rosaceana, ce qui réduirait davantage son succès reproducteur.

Les résultats de cette étude démontrent clairement que des doses sous-létales de tébufénozide peuvent affecter le développement, certains aspects de la communication chimique et le succès reproducteur des survivants chez C. fumiferana et C. rosaceana en interférant avec des processus physiologiques sous contrôle endocrinien. Quoique nos connaissances portant sur le mode d’action du tébufénozide lors du développement larvaire soient importantes, son action sur les mécanismes physiologiques associés aux réponses comportementales et aux activités reproductives est peu comprise et nécessite d’être davantage étudiée.

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