Conclusion

Les résultats obtenus au cours de cette étude démontrent clairement que le tébufénozide perturbe divers aspects de la biologie reproductive des mâles et des femelles chez Choristoneura fumiferana et C. rosaceana . En effet, outre sa capacité à induire le processus de la métamorphose chez les larves de Lépidoptères (Retnakaran et al ., 1997a, b; Smagghe et al ., 1996b), le tébufénozide interagit avec des mécanismes physiologiques intrinsèques à la reproduction chez plusieurs espèces (voir chapitre 1) dont C. fumiferana et C. rosaceana . Toutefois, à ce jour, aucune étude n’avait démontré que cet agoniste non-stéroïdal de l’ecdysone pouvait également modifier certains des comportements pré-copulatoires associés à la communication chimique au moyen de phéromone sexuelle. Ces résultats laissent donc entrevoir des fonctions jusqu’alors inconnues de l’ecdysone ou d’autres ecdystéroïdes dans la physiologie reproductive tant des mâles que des femelles de certaines espèces de Lépidoptères.

Bien que les études portant sur la régulation physiologique du comportement d’appel chez les Lépidoptères tendent à démontrer que ce dernier est contrôlé par le système nerveux (Sasaki et al ., 1983 ; Tang et al ., 1987 ; Itagaki et Conner, 1986), l’ingestion de tébufénozide au stade larvaire a retardé l’heure à laquelle ce comportement est normalement exprimée lors de la première nuit d’appel chez les femelles de la TBE. Selon cette observation, une augmentation artificielle du titre d’ecdysone chez la femelle adulte, induirait un délai en heure dans le comportement d’appel sans toutefois l’inhiber ou même modifier sa périodicité dans les jours subséquents. Ainsi, il se pourrait que chez C. fumiferana , un signal autre que nerveux modulerait le comportement d’appel et serait partiellement inhibé par la présence du tébufénozide au premier jour d’appel, ce qui n’est vraisemblablement pas le cas chez C. rosaceana . La présence d’un modulateur régulant l’extrusion de la glande à phéromone avait déjà été suggérée chez Manduca sexta (Itagaki et Conner, 1986), Hyalophora cecropia et Antheraea polyphemus (Sasaki et al ., 1983). Également, étant donné que le rythme d’appel est de nature circadienne, le délai observé dans l’expression de cette activité par le tébufénozide serait peut être le résultat de perturbations affectant l’horloge biologique elle-même.

La biosynthèse de la phéromone sexuelle, étroitement liée au comportement d’appel chez nos deux espèces, n’a pas été perturbée par le tébufénozide. De ce fait, les ecdystéroïdes ne semblent jouer aucun rôle spécifique dans les mécanismes physiologiques associés à cette activité. Par ailleurs, le tébufénozide ne semble pas avoir affecté, du moins de façon substantielle, la compétence de la glande à produire la phéromone. Tang et al . (1991) avait avancé la possibilité que la compétence de la glande à phéromone chez certaines espèces de Lépidoptères soit acquise suite à une chute d’ecdystéroïde lors de la métamorphose de la pupe à l’adulte. Selon cette hypothèse, l’activation continue des récepteurs des ecdystéroïdes par le tébufénozide aurait maintenu la glande à phéromone dans un état d’incompétence, réduisant ou empêchant subséquemment la production de la phéromone sexuelle, ce qui n’est clairement pas le cas chez nos deux espèces. Par ailleurs, la chute normale de la production de la phéromone avec l’âge, tel que décrite par Delisle et al . (2000), n’est pas plus prononcée chez les sujets qui ont été traités par le tébufénozide que les témoins.

L’analyse, en tunnel de vol, des différentes étapes du comportement de vol des mâles de C. fumiferana témoins et traités au tébufénozide (méthode gouttelette) semble démontrer que cet agoniste de l’ecdysone affecte la réponse à la phéromone des individus traités à de faibles concentrations. Bien qu’il ait été impossible d’examiner en tunnel de vol les effets de ce produit chez les mâles de C. rosaceana , une chute du succès d’accouplement lorsque les mâles étaient traités avec la méthode de la diète, permet d’établir de manière indirecte, que le système de la communication chimique est probablement défaillant chez ces derniers. Toutefois, dans ce cas, nous ne pouvons éliminer l’hypothèse voulant que la diminution du succès d’accouplement soit liée à un rejet par les femelles, puisque les mâles traités (méthode diète) avaient en moyenne un poids inférieur à celui des témoins. En effet, la masse corporelle du partenaire sexuelle est un critère de sélection chez certaines espèces de Lépidoptères (Phelan et Baker, 1986 ; Kosal et Niedzlek-Feaver, 1997 ; Iyengar et Eisner, 1999). Bien que, ce paramètre dans la stratégie reproductive de C. fumiferana et C. rosaceana n’ait pas encore fait l’objet d’étude, nous savons que les mâles nourris au stade larvaire sur du feuillage de mauvaise qualité ont non seulement un poids inférieur à ceux nourris sur du feuillage de bonne qualité mais également un succès reproducteur moindre (Delisle et Bouchard, 1995 ; Bauce et Carisey, 1996 ; Delisle et Hardy, 1997). Par ailleurs, il se pourrait également que le tébufénozide modifie la production d’une phéromone sexuelle par les mâles de la TBO, qui n’a toutefois pas été encore identifiée, et aurait ainsi diminuer leur succès d’accouplement.

Les mâles de la TBE ayant ingéré une faible dose de tébufénozide (5 ng/µl) semblent avoir plus de difficulté à détecter la phéromone synthétique et à initier un vol orienté. Par ailleurs, ces derniers prennent davantage de temps que les témoins pour contacter la source phéromonale, leur vitesse de vol étant inférieure. Comment et à quel niveau le tebufénozide affecte le système olfactif des mâles chez C. fumiferana restent à déterminer. L’hormone juvénile et d’autres agonistes de cette hormone sont également connus pour modifier la réponse des mâles à la phéromone. L’application d’Altosid, un analogue de l’hormone juvénile, réduit la sensibilité antennaire des mâles et des femelles de la TBE (Palaniswamy et al ., 1979). Par contre, le fénoxycarbe (agoniste puissant de l’hormone juvénile) et l’hormone juvénile ne modifient pas la capacité des récepteurs antennaires à détecter la phéromone sexuelle chez les mâles d’ A. ipsilon , mais augmentent plutôt la sensibilité des neurones olfactifs (Anton et Gadenne, 1999 ; Gadenne et Anton, 2000). Bien que les résultats obtenus ne permettent pas de déterminer si le tébufénozide agit au niveau des récepteurs antennaires ou du traitement des informations olfactives du système nerveux central, il semble que cet analogue de l’ecdysone affecte négativement l’une ou l’autre de ces activités. Lors d’études futures, il serait intéressant d’évaluer la sensibilité des récepteurs antennaires chez les mâles traités au tébufénozide à l’aide d’un électroantenogramme (dispositif permettant de mesurer la réponse des récepteurs antennaires à un stimulus particulier. Voir Hansson 1995 pour plus d’informations) et également d’enregistrer la réponse intracellulaire des neurones du lobe antennaire à la phéromone sexuelle chez ces derniers (Christensen et Hildebrand, 1987).

Les hormones tant chez les insectes que chez les vertébrés peuvent influencer le développement, le système nerveux ou le comportement des individus de manière organisationnelle ou activationelle (Elekonich et Robinson, 2000). Les modifications comportementales observées chez les mâles et les femelles traités au tébufénozide sont probablement de nature activationnelle ("activational effects" ou "modifier effects"), i.e. qui modifie l’activité neuronale sans toutefois perturber les structures nerveuses déjà établies. De manière similaire, l’hormone juvénile engendre des effets activationnelles dans la réponse à la phéromone sexuelle chez les mâles d’ A. ipsilon . Cependant, puisque dans cette étude les individus ont été traités au stade larvaire, il est possible que le tébufénozide ait induit une réorganisation du système nerveux ou des organes sensoriels et ait ainsi engendré des modifications permanentes du comportement (effets organisationels). En effet, chez les insectes holométaboles, la morphogenèse des disques imaginaux (masse de cellules non-différenciées chez la larve qui forme ultérieurement les organes sensoriels et les appendices chez l’adulte) est initiée lors d’une hausse des niveaux des ecdystéroïdes (Oberlander, 1985) ou d’analogue non-stéroïdal (Smagghe et al ., 1996b). Une variation artificielle des titres des ecdystéroïdes à un moment critique du développement pourrait induire des malformations des structures sensorielles et ainsi modifier la perception de l’information et conséquemment du comportement. Une étude réalisée par Sundaram et al . (2002) a démontré l’effet négatif du tébufénozide sur le développement des disques imaginaux des ailes chez les adultes de la TBE. De façon similaire, il se peut que le tébufénozide agisse sur la morphogenèse des disques imaginaux des antennes. Par ailleurs, l’ecdysone semble jouer un rôle dans le développement antennaire chez Manduca sexta en contrôlant l’expression d’une protéine olfactive (Vogt et al ., 1993). Bien que nous ayons vérifié les antennes des mâles utilisés au cours des expériences en tunnel de vol, il se peut que le tébufénozide est induit des malformations invisibles à l’œil. Une telle situation pourrait également expliquer les changements observés dans la réponse à la phéromone sexuelle des mâles traités chez C. fumiferana .

Outre ces effets sur certains comportements reproducteurs, le tébufénozide affecte le système reproducteur femelle et plus particulièrement le développement ovarien chez C. rosaceana . Bien que les effets du tébufénozide sur la maturation ovarienne des femelles C. fumiferana n’aient pu être vérifiés, il serait possible que ce produit engendre également des modifications similaires chez ces dernières, étant donné que plusieurs aspects de la biologie reproductive de ces deux espèces soient similaires. Les rôles des ecdystéroïdes dans le développement des œufs chez C. fumiferana et C. rosaceana n’a pas encore fait l’objet d’étude et demeurent donc toujours inconnus. Une étude chez ces deux espèces, réalisée par Delisle et Cusson (1999), semble suggérer que l’hormone juvénile augmente l’incorporation de la vitellogénine par les œufs en développement, sans toutefois être à l’origine de la production de cette protéine. À ce titre, l’ecdysone pourrait être un candidat potentiel, puisque cette hormone est connue pour synthétiser la vitellogénine chez d’autres espèces d’insectes (voir introduction). Il faudrait donc dans un premier temps déterminer si les ovaires de C. fumiferana et C. rosaceana ont la capacité de synthétiser l’ecdysone ou d’autres ecdystéroïdes in vitro . Par la suite, si tel est le cas, des expériences pourraient être entreprises afin d’identifier le moment auquel débute leur production par l’ovaire et analyser leurs fonctions possibles dans le développement ovarien. Toutefois, il est également possible, que la présence dans l’hémolympe d’un agoniste de l’ecdysone lors de la maturation des œufs inhibe tout simplement l’action de l’hormone juvénile. De telles boucles de rétroaction ont été démontrées chez d’autres espèces de Lépidoptères (Satyanarayana et al ., 1992, 1994) et semblent être un mécanisme commun chez les insectes (Bellés, 1995).

L’impact du tébufénozide sur la maturation ovarienne semble être à l’origine d’une diminution de la fécondité des femelles TBO traitées avec la méthode de la diète. Par contre, la méthode de la gouttelette engendrant des effets moindres, aucune répercussion n’a été observée sur le nombre d’œufs pondus chez les femelles de cette espèce. L’utilisation de deux méthodes de traitement chez la même espèce met en lumière l’importance du choix du mode de traitement quant aux résultats escomptés et soulève les incohérences possibles pouvant émaner des différentes études où pour une même espèce, le stade de développement au moment du traitement, la méthode de traitement et les concentrations utilisées diffèrent. Ainsi, Sun et al . (2000), ont noté une chute de la fécondité et de la fertilité des femelles de la TBO lorsqu’elles avaient été traitées par contact au stade adulte. Quoiqu’une baisse du nombre d’œufs pondus chez cette espèce ait également été observée (méthode diète), aucune modification de la fertilité n’a été engendrée par notre méthode de traitement. Cette variation a sûrement pour origine l’action différentielle du tébufénozide selon le stade de développement de l’individu lors du traitement, nos individus n’ayant pas été en contact avec le produit suivant l’émergence. Chez C. fumiferana , l’ingestion de tébufénozide par la méthode de la gouttelette n’a pas modifié la fécondité et la fertilité des femelles. Ces résultats viennent appuyer ceux obtenus lors de deux autres études réalisées au cours de la dernière année chez C. fumiferana (Sundaram et al ., 2002 ; Cadogan et al ., 2002). Cependant, notre étude ne permet malheureusement pas de démontrer clairement que le tébufénozide n’a pas d’impact sur la fécondité des femelles de la TBE puisque premièrement, la méthode de traitement à la diète induisant les effets sous-létaux les plus marqués n’a pu être utilisée et deuxièmement, les effets sur la maturation ovarienne n’a pu être vérifiée, et ce par faute d’effectifs. Par contre, Cadogan et al . (2002) ont mentionné que bien que le tébufénozide n’affectait pas directement la fécondité des femelles, sa présence sur la surface de ponte inhibait l’oviposition par ces dernières. Les auteurs ont postulé que cette modification du comportement de ponte n’était pas liée à l’émission d’un stimulus volatile par le tébufénozide, mais plutôt par la modification de la surface de ponte par celui-ci.

Contrairement à d’autres espèces de Lépidoptères (Carpenter et Chandler, 1994; Sun et al ., 2002), le pouvoir fécondant des mâles de la TBE et de la TBO, n’a pas été perturbé par la présence d’un analogue de l’ecdysone. D’après les rôles de l’ecdysone au niveau du système reproducteur mâle, le tébufénozide pourrait compromettre leur fertilité en modifiant le processus normal de la spermatogenèse, en inhibant la libération du sperme ou d’un seul type de spermatozoïdes (eupyrène ou apyrène) par les vas deferens ou en engendrant des malformations de l’appareil reproducteur (incluant les spermatozoïdes). Les résultats portant sur la production des spermatozoïdes eupyrènes chez les mâles de la TBO suggèrent que les deux premières hypothèses sont les plus probables puisque les eupyrènes transférés ne semblaient pas avoir subit de malformations. Par ailleurs, les femelles accouplées avec des mâles traités ayant une fertilité équivalente à celles accouplées avec des mâles témoins, le nombre des spermatozoïdes transférés lors de l’accouplement semblait être suffisant et de bonne qualité. De ce fait, il serait intéressant de vérifier lors de prochaines études, à qu’elle niveau le tébufénozide perturbe la production des spermatozoïdes eupyrènes chez cette espèce.

L’ensemble des effets du tébufénozide tant sur le développement que la reproduction chez C. fumiferana et C. rosaceana , font du tébufénozide un produit fort intéressant dans le contrôle de leurs populations, d’autant plus qu’il est apparemment non-toxique envers la faune auxiliaire (Brown, 1994, 1996). À ce niveau, cette étude a permis d’établir que ce régulateur de croissance d’insecte était beaucoup plus toxique (environ 60 fois plus toxique) envers C. fumiferana que C. rosaceana . Dans la mesure où C. rosaceana est un hôte alterne de parasitoïdes de C. fumiferana , dont Meteorus trachynotus (Maltais et al ., 1989; Thireau et Régnière, 1995), l’utilisation de tébufénozide dans le contrôle des populations de la TBE occasionnerait qu’une faible mortalité des larves de la TBO et protégerait ainsi une partie des populations de parasitoïdes. Par contre, des études seront nécessaires afin de connaître l’impact réel de ce produit chez les parasitoïdes de ces deux espèces. Également, d’autres études tant en laboratoire que sur le terrain seraient pertinentes puisque nous connaissons très peu les effets du tébufénozide sur la génération subséquente. En effet, il serait intéressant de déterminer si le tébufénozide présent chez les femelles est transféré dans les œufs en développement, tout comme l’ecdysone chez certaines insectes (Delbecque et al ., 1990 ; Makka et al ., 2002), et si sa présence pourrait réduire la survie de la progéniture. À ce propos, il est intéressant de mentionner que l’alimentation des parents est connue pour affecter la survie de la progéniture chez C. fumiferana (Carisey et Bauce, 2002). Par ailleurs, la persistance du tébufénozide étant de 60 jours (Sundaram et al ., 1996a et b), il se peut également que suivant l’éclosion, les jeunes larves de 1er et 2ème stades soient affectées par la présence de résidus sur le feuillage, ce qui réduirait encore davantage les niveaux de populations. Dans le cas de C. fumiferana , des études sur le terrain tendent à démontrer cette affirmation (Régnière et al ., 2001 ; Cadogan et al .; 2002). Finalement, il serait important de connaître les effets de cet agoniste sur la diapause larvaire, puisqu’un niveau élevé d’ecdysone prévient l’entrée en diapause chez certaines espèces d’insectes (Sielezniew et Cymborowski, 1997 ; Hamel et al ., 1998) et qu’un effet similaire du tébufénozide pourrait affecter grandement la survie des larves de C. fumiferana et C. rosaceana qui doivent passer l’hiver en diapause.