Reconnaissance des sexes et isolement reproductif chez les coléoptères Bathysciinae souterrains : approche taxonomique, biochimique et expérimentale

par Oana Moldovan

Thèse de doctorat en Écologie cavernicole

Sous la direction de Christian Juberthie.

Soutenue en 1997

à Toulouse 3 .

mots clés

Résumé

Premiere approche et etude du systeme de communication chimique chez les coleopteres bathysciinae (catopidae). Nous avons insiste sur trois genres : bathysciola, speonomus et drimeotus, qui font partie de lignees phyletiques differentes et dont les especes se trouvent dans des stades differents d'adaptation a la vie souterraine. Glandes secretrices de pheromones. Pour montrer que dans la lignee phyletique des bathysciola la reduction jusqu'a la disparition de la glande sternale exocrine, secretrice de pheromones, est le resultat de l'adaptation au milieu souterrain, nous avons compare deux especes souterraines et une espece endogee, du genre bathysciola. L'etude ultrastructurale montre la reduction graduelle de celles-ci, et que le reticulum endoplasmique granulaire de l'espece endogee est remplace par reticulum lisse chez les especes souterraines. La partie posterieure de l'abdomen des males presente trois plages glandulaires, avec deux types de glandes, et, des glandes exocrines isolees dans les deux sexes. Nous supposons que cette derniere categorie de glandes secrete les hydrocarbures cuticulaires. Analyse en chromatographie en phase gazeuse des produits emis. Les extraits cuticulaires, analyses en chromatographie en phase gazeuse et en spectrometrie de masse, des individus males et femelles de plusieurs especes de speonomus et drimeotus, prouvent la presence d'hydrocarbures cuticulaires et montrent des differences intersexuelles et interspecifiques. Experiences. Les experiences et l'observation des sequences du comportement sexuel dans la grotte-laboratoire de moulis montrent l'intervention, a tres courte distance, des pheromones dans la reconnaissance des sexes. Role des antennes. Les experiences et les observations prouvent l'importance des chemorecepteurs des antennes et des palpes maxillaires dans le comportement sexuel. La comparaison de l'equipement sensoriel des antennes des males et femelles demontre qu'entre sexes il n'existe pas de differences et qu'e ntre especes a des stades differents d'adaptation au milieu souterrain, les differences se traduisent par l'augmentation du nombre des sensilles et de leur surface receptrice, ce qui permet une meilleure reception et probablement une meilleure separation des molecules du bouquet pheromonal. Isolement reproductif, pheromones et speciation. Les donnees obtenues ont ete integrees dans deux modeles de speciation, l'un pour les especes francaises, l'autre pour les especes roumaines. Le complexe d'especes speonomus delarouzeei est endemique pour les deux versants des pyrenees orientales. Les differences en hydrocarbures cuticulaires sont en concordance avec les distances genetiques et avec les differences de comportement sexuel entre especes, se refletant d'une part dans une combinaison differente des molecules et d'autre part dans des chaines de longueurs differentes. L'espece mediterraneenne (s. Delarouzeei s. Str. ), qui vit dans un climat plus chaud, a des chaines longues, tandis que l'espece montagnarde (s. Brucki) a des chaines plus courtes. En conclusion, le climat semble influencer la composition des substances secretees qui entrent dans la composition de la couche epicuticulaire, phenomene deja connu chez d'autres insectes. Un probleme controverse de la speciation est lie a la direction dans laquelle evolue le systeme pheromones-genes et laquelle de ces deux composantes change plus vite. Apparemment, dans le milieu souterrain, ce sont les pheromones (hydrocarbures cuticulaires) qui peuvent changer vite si le climat change, suivi par un changement au niveau genique. Dans le modele construit sur le groupe d'especes roumaines (drimeotus) les donnees comportementales sur l'accouplement et ces donnees biochimiques (composition de la couche epicuticulaire) obtenues sont en concordance avec la separation des especes faite d'apres la forme de l'edeage et les pieces du sac interne, les seuls elements de morphologie avec signification taxonomique sure. Conclusions. Important est le fait que pour la premiere fois, la communication chimique, et son importance dans le comportement sexuel et dans l'isolement reproductif, ait ete mise en evidence chez un groupe d'arthropodes du milieu souterrain.

Titre traduit

Sexual recognition and reproductive isolation at the bathysciinae underground beetles : taxonomical, biochemical and experimental study

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