Comment les moustiquaires peuvent façonner l'évolution du comportement | NOVA

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  En 2010, Chris Stone passait beaucoup de nuits sous une moustiquaire dans une serre en Ohio. Il y avait beaucoup de moustiques dans l’air artificiellement tropical de la serre et Stone, un étudiant diplômé, était là pour servir d’appât dans une série d’expériences. Et pendant qu'il était là, il réfléchissait un peu.
 
 
  Au cours des dix dernières années, plus de
  
   un milliard de moustiquaires imprégnées d'insecticide
  
  ont été distribués à travers le monde dans des régions où le paludisme est endémique. Propagé par les moustiques, le paludisme est une maladie horrible. en 2003, l’Organisation mondiale de la santé a signalé
  
   tué un million d'enfants par an
  
  , 90% avaient moins de cinq ans. Mais récemment, les moustiquaires et les insecticides appliqués dans les maisons ont eu des effets dramatiques. En règle générale, de nombreux moustiques responsables du paludisme aiment piquer la nuit à l'intérieur des maisons. S’ils atterrissent sur les filets, séduits par les émissions de CO
  
   2
  
  -soufflé, ou sur les murs traités de la maison, ils meurent rapidement. Dans les zones où un nombre important de personnes dorment sous des moustiquaires, les taux de paludisme ont chuté.
 
 
            
  Caché sous la moustiquaire dans l’Ohio, Stone était préoccupé par une autre idée. Si les moustiques tombent sur des moustiquaires traitées, ils mourront. Sûr. Mais qu’en est-il de ceux qui n’atterrissent pas? Que se passe-t-il s'ils commencent à manger avant que les gens se couchent ou puissent attendre jusqu'au matin? Et si ils commencent à mordre à la place? «Assis dans cette pièce, j'ai eu beaucoup de temps pour y réfléchir», dit-il.
 
 
  En effet, ce problème potentiel, appelé résistance comportementale, préoccupe depuis longtemps certains biologistes du paludisme. De nos jours, il est clair que la surconsommation d’antibiotiques, par exemple, a provoqué l’évolution de bactéries résistantes, des superbactéries qui résistent en grande partie à ce que nous leur infligeons. De même, la résistance aux insecticides pose un problème pour lutter contre les moustiques. Dans les deux cas, si nous éliminons tous les individus susceptibles, ceux qui restent – ceux qui, grâce à une bizarrerie de biologie ou de génétique, peuvent résister à nos armes – deviendront les parents des générations futures.
 
 
  Mais est-ce qu'une chose aussi simple qu'une moustiquaire imprégnée peut changer la façon dont les moustiques se comportent réellement et saper nos efforts? La réponse peut être oui.
 
 
  Un aperçu sinistre
 
 
  Une résistance comportementale a commencé à apparaître dans la littérature scientifique sur le paludisme il y a plusieurs décennies. En 1955, l’Organisation mondiale de la santé a lancé une campagne intitulée Programme mondial d’éradication du paludisme. Dans beaucoup d'endroits où le paludisme était endémique, l'insecticide DDT était pulvérisé dans les maisons. Les cas de paludisme ont diminué, mais finalement, de nombreuses espèces de moustiques qui ont propagé la maladie ont développé une résistance. Les individus qui pourraient survivre au DDT ont repris la population. D'autres complications sous forme de guerres, de défaillances de financement et de problèmes logistiques ont fait grimper de nouveau les cas de paludisme. Le programme a finalement été abandonné.
 
 
  Est-ce qu'une chose aussi simple qu'une moustiquaire traitée peut changer le comportement des moustiques?
 
  Mais avant, en 1975, le biologiste Brian Taylor
  
   a écrit qu'il avait observé quelque chose de particulier
  
  dans les îles Salomon en Asie du Sud-Est. Dans le cadre de ce programme, tous les six mois, le DDT avait été appliqué sur les murs intérieurs des maisons et des porches, même sous les maisons construites sur pilotis – partout où un moustique pouvait se poser et se digérer sous une forme humaine. maison. Deux des espèces qui y propagent le paludisme ont disparu ou ont été considérablement réduites sous la force de l'assaut. Un appelé
  
   Anopheles farauti,
  
  cependant, coincé autour. Et maintenant, certains ont dit, il se comportait comme un moustique différent. Auparavant, il se nourrissait à l'intérieur – maintenant, il semblait qu'il était beaucoup plus probable que l'on le trouve en train de se nourrir à l'extérieur. Taylor organisa une expérience: pendant les nuits nocturnes, les gens à l'intérieur et à l'extérieur ramassaient les moustiques qui les frappaient. Après une application de DDT, ils ont fait de même.
 
 
  Avant le traitement, les moustiques étaient capturés toute la nuit. Ils les ont également attrapés en nombre substantiel à l'intérieur de la nuit. Après le traitement, toutefois, les moustiques étaient beaucoup plus actifs en début de soirée. À l'intérieur et à l'extérieur, leur nombre a diminué au fil des heures. Taylor a laissé entendre que le DDT éliminait les moustiques qui restaient à l’intérieur pendant la nuit pour se nourrir, laissant derrière eux ceux qui mordaient les gens avant qu’ils ne se retirent pour protéger leurs maisons. C'était un aperçu fascinant, bien que menaçant.
 
 
  Comportement en évolution
 
 
  Au fil des années, enrayer la propagation du paludisme est revenu à l’ordre du jour mondial. Le dernier chapitre, au début de ce siècle, a été l’introduction des moustiquaires traitées. Les moustiquaires ne font pas que tuer les moustiques au contact, elles constituent également une barrière physique la nuit lorsque les personnes sont les plus vulnérables. Ils durent longtemps – chaque moustiquaire offre une protection pendant au moins trois ans, même avec un lavage régulier. Cependant, les chercheurs documentent à présent dans une vague de papiers que les moustiques développent une résistance aux insecticides des filets, tout comme ils l’ont fait au DDT.
 
 
            
  Les moustiquaires ont réduit les taux de paludisme, mais les moustiques s’adaptent.
 
  À ce stade, la résistance n’est pas surprenante. C’est ainsi que fonctionne l’évolution: comme en physique, chaque action a une réaction égale et opposée. Poussez un pendule, regardez-le se balancer. Tuez tous les moustiques qui ne peuvent pas prendre d’insecticide, regardez leurs frères survivants se multiplier. Il est toutefois possible de devancer la résistance si nous pouvons appliquer une pression suffisante. Pour planifier nos contre-attaques, il est nécessaire de comprendre comment naît la résistance et quelle forme elle prend.
 
 
  Physiologiquement, il existe de nombreuses recherches sur la manière dont les moustiques échappent aux effets des insecticides. Ils se sont adaptés de différentes manières: ils fabriquent plus d'enzymes pour éliminer le poison avant qu'il ne leur fasse mal, ils modifient les protéines qu'il cible pour devenir immunisés, etc. Mais il y a moins de travail sur l'effet que Stone envisageait dans l'Ohio et que Taylor avait observé plus d'un quart de siècle auparavant – le problème du comportement. Au cours des dernières années, une poignée d'articles ont commencé à l'aborder avec des expériences sur le terrain, des analyses de la littérature et des modèles mathématiques.
 
 
  Point de départ
 
 
  Stone, après ses séances de brainstorming de fin de soirée en tant qu'appât pour moustiques,
  
   mettre en place un modèle
  
  avec des collègues qui ont examiné les situations dans lesquelles une résistance comportementale était susceptible de se produire. Ils se sont concentrés sur la taille et les habitudes de la population humaine, ainsi que sur la difficulté ou la difficulté pour les moustiques de se maintenir entre les repas, en buvant du nectar (de nombreux moustiques consomment des calories à partir du nectar, bien qu'ils préfèrent le sang). Ils ont constaté que dans les situations où il y avait beaucoup de monde dehors au crépuscule et à l’aube, comme dans une ville, il n’est pas très difficile pour les moustiques de trouver des humains qui ne mordent pas sous les moustiquaires de lit. Dans cette situation, la résistance comportementale liée à l'alimentation à ces moments était plus susceptible de se développer. «Le modèle que j'ai créé laisse penser qu'il pourrait y avoir quelque chose», dit-il. "Mais," prévient-il, "il n’existe aucune preuve de terrain pour le prouver à ce stade."
 
 
  
   Dans un
  
  2013
  
   article de revue
  
  dans
  
   Journal du paludisme
  
  En se référant à un certain nombre d'observations anciennes dans le Pacifique Sud, des chercheurs basés principalement en Australie ont appelé à une plus grande prise de conscience du danger potentiel de changements de comportement à l'âge des moustiquaires répandues. Ils notent qu'après l'application du DDT, des changements similaires à ceux observés par Brian Taylor dans les années 1970 ont été constatés en Papouasie-Nouvelle-Guinée, à Vanatu et dans d'autres îles. De manière cruciale, aux Îles Salomon, après l’utilisation moins répandue du DDT, les moustiques ont conservé leur comportement alimentaire en début de soirée, qui se poursuit aujourd’hui en plein air. «Nous avons été très surpris de ne pas y retourner toute la nuit», déclare Nigel Beebe, biologiste spécialiste des moustiques à l’Université du Queensland et CSIRO, auteur du journal. Cela donnait à penser qu’il s’agissait en réalité d’une transmission génétique entre les parents de la progéniture, un remaniement génétique des habitudes de l’espèce, plutôt que d’un changement à court terme. "Il est difficile de connaître toutes les réponses, mais ce ne sont que des observations", poursuit Beebe. «Et lorsque les moustiquaires ont été déployées dans ces zones, cela a semblé renforcer ce profil mordant de la nuit précoce», du moins à certains endroits.
 
 
  En Tanzanie, les moustiquaires imprégnées d'insecticide
  
   semble avoir changé le comportement
  
  de
  
   Anopheles funestus
  
  , un autre vecteur du paludisme, de sorte qu’il mord davantage au cours de la journée, selon les travaux de Tanya Russell de l’Université James Cook, l’un des auteurs de ce document de synthèse, et de ses collègues. Au Sénégal, un autre groupe de chercheurs
  
   rapport
  
  collecter un nombre énorme de
  
   Un. funestus
  
  mordu au grand jour – bien qu’il soit connu comme une espèce se nourrissant de nuit – et suggère que les moustiquaires sont le conducteur. Les auteurs préviennent que ces changements de comportement pourraient menacer les baisses abruptes des taux de paludisme.
 
 
            
  Cependant, jusqu'à présent, les preuves d'un changement de comportement ne sont pas aussi simples qu'il y paraît. Les mêmes espèces de moustiques qui montrent un changement dans la réponse aux moustiquaires dans un endroit ne montrent aucun changement dans un autre. Il n’est pas toujours évident de savoir si les conditions avant et après sont directement comparables.
  
   un examen méticuleux du sujet
  
  dans le journal
  
   Évolution
  
  et les variations géographiques et saisonnières du nombre de moustiques sont telles qu’il est difficile de déterminer si l’effet observé provient des moustiquaires de lit ou des insecticides d’intérieur et non d’autre chose. De plus, si les insecticides sur le réseau agissent comme des répulsifs – s’ils sont désagréables pour les moustiques, plutôt que pour être simplement mortels pour ceux qui les touchent – le changement de comportement ne sera pas génétique, mais simplement une réaction. "Ce sont toutes les complexités qui doivent être résolues", déclare Fred Gould, biologiste de l'évolution à la North Carolina State University et auteur du livre
  
   Évolution
  
  la revue. «Et en général, étudier le comportement est difficile. Avec le comportement, il faut être assez fou pour vraiment savoir ce qui se passe. "
 
 
  Néanmoins, si une résistance comportementale se produisait, cela pourrait compromettre le succès des moustiquaires, a déclaré Gould. Les entomologistes en agriculture savent que les changements de comportement héréditaires peuvent être aussi désagréables que la résistance aux insecticides, dit-il. La chrysomèle des racines du maïs, par exemple, est un organisme nuisible qui pond ses œufs dans les champs de maïs; ses larves remonteront l’année prochaine et se régaleront de leurs racines. Les agriculteurs l'ont évité en faisant la rotation des cultures, de sorte que ce qui était un champ de maïs une année sera du soja l'année suivante. Dans les années 90, toutefois, la stratégie ne fonctionnait pas aussi bien. Il s'est avéré que les chrysomèles des racines avaient changé: au lieu d'éclore chaque année, une espèce éclosait tous les deux ans pour être présente au retour du maïs. Une autre espèce sautait dans les champs de soja avoisinants pour attendre leur tour de devenir des champs de maïs la saison suivante.
 
 
  Une longueur d'avance
 
 
  Ces exemples nous rappellent que, s’agissant de la lutte contre les parasites, qu’il s’agisse de chrysomèle des racines du maïs ou de moustiques du paludisme, nous ne pouvons pas nous reposer sur nos lauriers. Il est avantageux d'avoir une approche à plusieurs volets. Si les moustiques commencent à piquer dehors plus tôt ou plus tôt dans la journée, nous aurons besoin de nouvelles défenses pour les affronter sur leur nouveau terrain. Selon Tom Burkot, biologiste des vecteurs à l’Institut australien de santé tropicale et à l’Université James Cook, qui effectue des travaux sur le terrain aux Îles Salomon, exploite le fait que les moustiques mangent souvent du nectar s’ils ne trouvent pas de personnes.
 
 
  "Si une source de sucre se trouve à proximité, ils peuvent compléter leur énergie avec une petite gorgée de sucre", dit-il. Les pièges à sucre contenant une toxine orale – qui ne concerne que les moustiques, pas les abeilles – pourraient aider à réduire leur nombre, même si les insecticides sur les moustiquaires et dans les maisons ne fonctionnent pas aussi bien qu’avant. Plusieurs autres options sont également sur la table, notamment des traitements contre les larves de moustiques, de nouveaux codes du bâtiment pour rendre les maisons plus résistantes aux moustiques et des insecticides qui tuent les moustiques à différentes phases de leur cycle de vie pour éviter l’évolution de la résistance.
 
 
  Même si les moustiques changent leur comportement, les moustiquaires de lit continueront d’empêcher au moins la propagation du paludisme, a déclaré Burkot. Les réductions de transmission sont tout simplement étonnantes – 25%, 50%, voire 80% de moins dans certains endroits. Et c’est avec une utilisation moins qu'idéale des moustiquaires. "Nous utilisons ces outils imparfaits, appliqués de manière imparfaite", dit-il. Certaines personnes ne dorment pas sous elles, ou si elles le font pas toutes les nuits. Leur distribution peut être un défi et les filets peuvent se déchirer. "Malgré tous ces défis importants, nous avons pu avoir un impact énorme sur le paludisme."
 
 
  Le problème, bien sûr, est que nous devons garder au moins une longueur d’avance sur l’évolution. Il est préférable de faire appel à de nombreux outils pour maintenir la résistance, qu’elle soit physiologique ou comportementale, sous contrôle. «La meilleure chose à faire est d’optimiser ces interventions qui fonctionnent», déclare Burkot. "Nous devons prolonger leur vie."
 

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