Spécialisation d'hôte au sein d'une communauté d'insectes phytophages : le cas des Tephritidae à La Réunion

par Maud Charlery de la Masselière

Thèse de doctorat en Physiologie et biologie des organismes - populations - interactions

Sous la direction de Pierre-François Duyck.

Le président du jury était Bernard Reynaud.

Le jury était composé de Bernard Reynaud, Anne-Marie Cortesero, Patrice David, Sara Magalhães.


  • Résumé

    Les insectes phytophages forment un groupe d’organismes très diversifié et la plupart sont considérés comme spécialistes. Les patrons de spécialisation des insectes vis à vis de leurs plantes hôtes dépendent en partie de leur capacité à interagir avec les plantes (niche fondamentale) et aux facteurs environnementaux modulant ces interactions et aboutissant aux observations en milieu naturel (niche réalisée). La spécialisation fondamentale est déterminée par l'évolution conjointe de deux traits : la performance des larves et la préférence des femelles. Pour comprendre cette spécialisation, nous avons étudié une communauté de huit espèces de mouches des fruits (Diptera : Tephritidae) présentes à La Réunion. Dans un premier temps, nous avons déterminé la niche réalisée de chaque espèce et montré que ces niches étaient structurées par la phylogénie des plantes avec D. demmerezi, D. ciliatus et Z. cucurbitae spécialistes des Cucurbitaceae, N. cyanescensspécialiste des Solanaceae et C. catoirii, C. capitata et C. quilicii généralistes attaquant des plantes de différentes familles. Après l'invasion de B. zonata en 2000, C. capitata et C. quilicii ont subi une réduction de leur gamme d'hôtes. Dans un deuxième temps, nous avons déterminé la niche fondamentale de ces espèces (sauf D. ciliatus). Nous avons évalué les préférences des femelles en mesurant la fécondité de chacune d’entre elles sur une gamme de 29 fruits, puis nous avons testé l'existence d'une corrélation entre la préférence des femelles et la performance des larves (mother knows best hypothesis). Nous avons montré une corrélation positive chez spécialistes des Cucurbitaceae qui pondent sur les plantes pour lesquelles les larves survivent le mieux contrairement aux généralistes pondant et survivant sur une large gamme d'hôtes mais sans corrélation entre ces deux traits.Enfin, la sélection de l'hôte par les femelles se faisant principalement grâce aux composés organiques volatils (COVs) émis par les fruits, nous avons montré que les fruits infestés par les généralistes ont pour point commun l'émission de COVs responsables de la maturation des fruits. Au contraire, les fruits de plusieurs Solanaceae émettent des COVs spécifiques suggérant la détection de ceux-ci par les femelles de N. cyanescens. Les Cucurbitaceae émettent des COVs abondants peu présents dans les autres familles suggérant une détection d'un mélange spécifique de ces COVs par les Tephritidae spécialistes des Cucurbitaceae.

  • Titre traduit

    Host specialization within a community of phytophagous insects : the case of Tephritidae in Reunion


  • Résumé

    Phytophagous insects are a very diverse group of organisms and most of them are considered as specialized. Patterns of specialization regarding their host plants depend on their ability to interact with their hosts (fundamental niche) and on environmental factors which modulate these interactions leading to observed patterns in the field (realized niche). Fundamental specialization is determined by the joint evolution of two traits: larval performance and female preference. To understand this specialization, we studied a community of eight fruit fly species (Diptera: Tephritidae) present in La Réunion.First, we determined the realized niche of each species and showed that they were structured by plant phylogeny with D. demmerezi, D. ciliatus and Z. cucurbitae as Cucurbitaceae specialists, N. cyanescens as Solanaceae specialist and C. catoirii, C. capitata et C. quilicii as generalists feeding on plants belonging to different families. After the invasion of B. zonata in 2000, C. capitata et C. quilicii were subjected to a decrease of their host range.Then, we determined the fundamental niche of these species (except D. ciliatus). We assessed female preferences by measuring their fecundity on 29 fruits, then we tested the presence of a correlation between female preference and larval performance (mother knows best hypothesis). We showed a positive correlation for Cucurbitaceae specialists laying eggs on plants where larvae survive the best, at the opposite of generalist species laying eggs and surviving on many hosts without any correlation between these two traits.Finally, host selection by females being mostly done thanks to volatile organic compounds (VOCs) emitted by fruits, we showed that fruits infested by generalist species have common VOCs responsible for fruit maturation. On the contrary, the fruits of several Solanaceae emit specific VOCs suggesting their detection by N. cyanescens females. Cucurbitaceae species emit abundant VOCs rarely present in other families suggesting a detection of a specific blend of these VOCS by Cucurbitaceae specialists.

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