Plasticité comportementale et rôle des médiateurs chimiques dans la sélection de l'hôte par Trichogramma Maidis Pint. Et Voeg. : (hym.Trichogrammatidae)

par Laure Kaiser

Thèse de doctorat en Sciences de la vie. Écophysiologie et dynamique des populations d'invertébrés terrestres

Sous la direction de Claudine Masson.

Soutenue en 1988

à Paris 11 .

mots clés

• Trichogramma maïdis
• Ostrinia nubilalis
• Médiateur chimique
• Trichogramma -- Plantes-hôtes
• Plantes -- Parasites
• Insectes parasitoïdes

Résumé

Le trichogramme est un microhyménoptère parasite polyphage et l'espèce Trichogramma maïdis est utilisée pour lutter contre la pyrale du maïs, Ostrinia nubilalis. C'est le comportement de la femelle entomophage, aboutissant au parasitisme de l'hôte, qui, par le choix d'un hôte adéquat, assure le développement de sa descendance. On distingue deux phases comportementales successives : la recherche de l'hôte, et la ponte. Ces deux phases impliquent la reconnaissance de signaux caractéristiques des hôtes potentiels et de leurs habitats. Etant donné son caractère polyphage, le trichogramme doit être capable de reconnaître de nombreuses associations plante-insecte hôte, et de s'adapter aux fluctuations de l'environnement végétal et des ressources en hôtes. Pour mieux connaître les modalités du comportement parasitaire de T. Maïdis, nous nous sommes alors posés les questions suivantes (i)- quels sont les signaux utilisés par T. Maïdis pour localiser et accepter un de ses hôtes, la pyrale du maïs ? (ii) les réponses comportementales déclenchées par ces signaux sont-elles plastiques, c'est-à-dire modulables sous l'effet d'un conditionnement du parasitoïde, permettant l'adaptation aux variations de l'environnement ?Pour contribuer à répondre à ces questions, une analyse quantitative du comportement a été menée au laboratoire, au moyen de tests biologiques permettant l'étude des deux phases comportementales de recherche de l'hôte et de ponte. Une étude informatisée de la distribution spatiotemporelle des parasitoïdes, en réponse à des stimulations odorantes délivrées en olfactomètre en situation de choix, révèle une attraction significative pour l'odeur d'un extrait foliaire de mais l'attraction est supérieure pour l'association des odeurs de l'extrait végétal et de la phéromone de synthèse d'O nubilalis. On observe alors une réduction de la vitesse de déplacement et une préférence pour les fortes concentrations d'odeur. L'analyse de la trajectoire du trichogramme observée en présence d'oeufs hôtes montre que le repérage des oeufs se fait à quelques millimètres et est probablement visuel. L'ensemble de ces résultats mettent en évidence une intensification du comportement de recherche sous l'effet d'un signal odorant lié à la présence de l'hôte dans le maïs, augmentant ainsi la probabilité de découvrir des œufs hôtes. L'étude de la phase de ponte est basée sur la quantification du degré de préférence manifesté pour deux espèces hôtes, O. Nubilalis et Anagasta kuehniella, à partir des paramètres de durée et de fréquence des comportements constitutifs d'une séquence de ponte. Cette méthode révèle une préférence spontanée pour O. Nubilalis, hôte le plus adéquat au développement parasitaire. Les capacités du trichogramme à faire une discrimination parmi différentes espèces hôtes sont ainsi démontrées. La plasticité des phases comportementales de recherche et de ponte se l'expérience du traduit par des modifications parasitoïde adulte, révélant induites par ses capacités d'apprentissage associatif. L'attraction manifestée pour l'odeur du maïs et l'association des odeurs végétales et phéromonales est augmentée après une expérience d'oviposition en présence de la stimulation odorante, conduisant la femelle entomophage à se maintenir dans les zones qui assurent le succès parasitaire. De même, la faible affinité pour A. Kuehniella est accrue à la suite d'une expérience d'oviposition sur cette e espèce. L'élevage sur A. Kuehniella induit également une augmentation de l'affinité pour cet hôte, indiquant une possibilité de conditionnement préimaginal. L'effet de l'expérience est moins marqué sur O. Nubilalis. . .

Titre traduit

Behavioral plasticity and role of semiochemicals in host selection by Trichogramma Maidis Pint. And Voeg. : (hym. Trichogrammatidae)

Résumé

Trichogramma are hymenopteran oophagous parasite that may be used in pest control. Trichogramma maïdis is used as a control agent for the European corn borer, Ostrinia nubilalis (ECB). Survival of the parasitoid progeny relies on the wasp's ability to select a suitable host. The host selection process can be divided in two behavioural phases: hos searching and oviposition. During these phases, the female’s selection process is helped by more or less specific stimuli emanating from the host and its environment. Trichogramma are polyphagous parasitoids and thus should be able to discriminate among characteristic cues from a wide range of plant-host associations. They should also adapt their behaviour to environmental and host fluctuations. We have addressed the following questions:- which stimuli are involved in the location and acceptation of one host species, the ECB?- do the behavioural responses stimulated by these cues depend on prier conditioning, resulting in adaptative changes to environmental variations?Host searching behavior and oviposition were studied under laboratory conditions with two different experimental setups, and the behavioural processes were quantified. Attraction to odours was studied in a four-choice olfactometer and the results were analyzed with a computer program. Trichogramma were attracted to maize odour extracts. They exhibited a stronger response to a mixture of maize odour extract and synthetic ECB pheromonal blend. This response increased with the concentration. Attracted insects had a reduced walking speed. Olfactory mediated behavior might be followed by a visual detection in the close vicinity of the egg clusters (about two millimeters). 2 - The oviposition behavior was analyzed on two host species, O. Nubilalis and Anagasta kuehniellan a Petri dish. Duration and frequency of the behavioral events observed in an oviposition sequence were measured, in order to quantify the host preferences. The wasps exhibited a spontaneous preference for egg clusters of O. Nubilalis, which is the most suitable species for parasitic development. These experiments demonstrated that Trichogramma are able to discriminate between different hos species. Plasticity y of the host searching and acceptation behaviors was demonstrated by the wasps' ability to learn cues associated with an oviposition experience. Prior exposition with maize odour extracts or with a mixture of vegetal and host pheromonal odors increased the attractiveness of the conditioning scents. Thus the parasitoids might perform better in areas where oviposition was successfully achieved. Furthermore, the low attractiveness of A. Kuehniella eggs could be compensated by a previous oviposition experience on this host. Higher attraciveness towards A. Kuehniella could also be obtained by rearing the wasps on chis host, suggesting a preimaginal conditioning. Preferences for O. Nubilalis was only slightly enhanced by oviposition experience. This host-specific difference on behavioural plasticity pointed out an optimal foraging behaviour in Trichogramma:(i) Trichogramma have a strong preference for the most suitable host; (ii) they can increase their performances on less convenient hosts though. Learning. Spontaneous responses and learning abilities in the host searching and oviposition behaviors were highly different between individuals. Genetic differences might partly account for this variability Parasitoids with weak initial performances had the greatest propensity to learn. The experiments described in this dissertaion provide eues for a better understanding of the basic echanisms involvedin the host selection process by a polyphagous parasitoid. Trichogramma recognize specifie scimuli from he host and its habitat, during the host searching and oviposition processes. . .