Biodiversité des insectes : insecticide et hausse des températures s’associent, pour le pire… (mais on ne sait pas encore exactement comment)



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Article dans Chemosphere

Plasticité thermique et sensibilité aux insecticides dans les populations d'un coléoptère invasif : la cyfluthrine – un pesticide qui présente un effet insecticide  - augmente la vulnérabilité aux températures extrêmes sur le coléoptère terrestre Alphitobius diaperinus

 

Le changement climatique entraîne une augmentation des températures moyennes et de l'occurrence de phénomènes météorologiques extrêmes, ce qui accentue le risque d'exposition des organismes à un stress thermique. Lorsque les conditions thermiques deviennent stressantes, la sensibilité des insectes aux insecticides peut alors être exacerbée. De plus, l'exposition des insectes aux insecticides peut par la suite influencer leur capacité à gérer des températures stressantes.

Les chercheurs d’ECOBIO - Julie Engell Dahl, Sapho-Lou Marti, Hervé Colinet, Claudia Wiegand et David Renault (Université de Rennes 1) et leur collègue Martin Holmstrup (University of Aarhus, Danemark) -  ont étudié les effets d'une température constante ponctués de pics de chaleur quotidiens, en présence et/ou absence d'un traitement insecticide (la cyfluthrine), sur la mobilité et la tolérance thermique au froid (-6° C) et à la chaleur (+42,5° C) du coléoptère terrestre Alphitobius diaperinus.

Alphitobius diaperinus n’a pas été choisi au hasard : c’est une espèce de coléoptère de la famille des Tenebrionidae. Il est plus communément connu sous le nom de petit ver de farine et de scarabée de la litière. On le retrouve un peu partout dans le monde. Il est surtout connu – et redouté -  comme un insecte ravageur des produits céréaliers alimentaires stockés, comme la farine. Egalement présent dans les installations d'élevage de volailles : il est aussi un vecteur de nombreux types d'agents pathogènes pour les animaux.

 

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(source : Wikiwand)

 

Dans l’expérimentation mise en œuvre à ECOBIO, les réponses des insectes à différentes durées d'exposition à des températures extrêmes ont été comparées. Les insectes étudiés étaient issus de quatre populations distinctes : trois populations collectées dans des exploitations agricoles, et une population de laboratoire.

Les résultats obtenus montrent que la population de laboratoire est généralement plus sensible aux températures extrêmes, froid et chaleur, avec moins de 50% des adultes récupérant leur mobilité après une exposition à -6° C ou +42,5° C pendant 3h.

Des différences significatives dans le niveau de tolérance thermique sont également constatées chez les insectes provenant d'élevages de volailles. L'exposition à la cyfluthrine a des effets néfastes sur la condition des insectes dans toutes les populations sauf une. Pour deux des quatre populations, les troubles de la mobilité sont accrus lorsque les adultes sont exposés simultanément à des pics de chaleur quotidiens (6h par jour à 38° C) et à la cyfluthrine, par rapport à une exposition à la cyfluthrine à température constante ; cependant, aucune interaction significative entre les deux facteurs de stress n'a été trouvée. Enfin, en utilisant une population collectée dans une ferme, les effets de la pré-exposition à la cyfluthrine sur la tolérance aux températures extrêmes fournissent un autre exemple de la sensibilité climatique induite par les toxiques chez les insectes.

 


Julie Engell Dahl Chemosphere Juin2021 Fig1
Statut des A. diaperinus adultes des populations A) FARM1, B) FARM2, C) FARM3 après qu'ils aient été exposés pendant huit jours à des conditions contrôlées (26° C constants), à des pics de chaleur quotidiens (26° C pendant 18h, 38° C pendant 6h), à la cyfluthrine (20 mg/m2) ou à des pics de chaleur quotidiens et à la cyfluthrine et D) LAB après huit jours avec les mêmes traitements d'exposition, mais avec une concentration de cyfluthrine de 0,5 mg/m2. Des lettres différentes indiquent les différences entre le nombre d'insectes actifs dans chaque population.

 

La présente étude montre ainsi que les populations de petits vers de farine ont des capacités distinctes de récupération après un stress thermique et l’exposition à un insecticide, et à leurs interactions. Ce résultat souligne l'importance de concevoir des expériences incluant plusieurs populations lors de l'évaluation de la sensibilité d'une espèce donnée à des facteurs environnementaux, et plus particulièrement lorsque ces données alimentent des modèles visant à prévoir l'avenir de la biodiversité.

Jusqu’ici, aucune interaction synergique n'a été mise en évidence lorsque les petits vers de farine ont été soumis conjointement à des pics de chaleur quotidiens et à la cyfluthrine. Cependant, ce type de procédure expérimentale, qui simule les conditions que pourraient connaître des organismes en liberté dans des environnements naturels et anthropisés, augmente le réalisme écologique de l'étude. Ceci est encore plus réaliste dans un contexte de réchauffement climatique, car les pics de chaleur quotidiens devraient devenir plus fréquents dans plusieurs types d’habitats.

 

Dans cette étude, les chercheurs d’ECOBIO ont également constaté l'importance de travailler avec des insectes collectés sur le terrain. La tolérance thermique et la sensibilité aux insecticides de la population de laboratoire étaient très différentes de celles des spécimens de terrain, ce qui signifie que des conclusions différentes auraient été tirées si les chercheurs avaient travaillé uniquement avec la première population.

Enfin, et dans la lignée de recherches antérieures, cette étude souligne l'importance de prendre en compte les effets de facteurs de stress multiples et les effets durables qu'ils peuvent avoir sur d'autres caractéristiques des insectes.

 

Référence
Julie Engell Dahl, Sapho-Lou Marti, Hervé Colinet, Claudia Wiegand, Martin Holmstrup, David Renault, Thermal plasticity and sensitivity to insecticides in populations of an invasive beetle: Cyfluthrin increases vulnerability to extreme temperature, Chemosphere, 274, 2021, 129905, doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.129905


 

Contact OSUR
Julie Engell Dahl (Université de Rennes 1, ECOBIO) / @
David Renault (Université de Rennes 1, ECOBIO, IUF) / @
Alain-Hervé Le Gall (CNRS, OSUR multiCOM) / @)