Promenez-vous le long de l’une des plages de l’île d’Hawaï à la fin de l’été et vous tomberez probablement sur des fruits en forme d’amande posés dans le sable. Connu sous le nom de fausses noix de kamani, ou amandes tropicalesils tombent de haut et ombragés Arbres Terminalia catappa qui bordent les nombreuses vues pittoresques sur l’océan de l’île.
Mais ce qui n’est peut-être pas clair pour le baigneur occasionnel, c’est qu’une lutte pour la survie se déroule dans la chair de ces fruits sans prétention. Les amandes tropicales sont l’un des nombreux champs de bataille dans une guerre entre un ravageur agricole mondial, une guêpe parasite et un virus bénéfique.
En tant qu’entomologiste qui étudie les virus des insectes, je souhaite démêler les interactions complexes que les insectes ont développées avec les microbes. Les résultats pourraient aider les chercheurs à résoudre les problèmes de sécurité alimentaire mondiale.
Un défi mondial contre les ravageurs
Au centre de ce conflit se trouvent les mouches des fruits invasives de la famille des Tephritidae, dont beaucoup ont répandu à travers le monde et faire des ravages des centaines de fruits et légumes commerciaux.
À Hawaï, plusieurs espèces de mouches des fruits téphritides envahi, à partir de la fin des années 1800. Ils ont causé pertes économiques majeures pour la production fruitière à travers les îles. Les scientifiques et les fruiticulteurs ont entrepris d’énormes efforts lutter contre ces mouches depuis leur introduction initiale, mais elles restent un problème économique sérieux.
Une méthode de contrôle fiable a consisté à libérer de minuscules insectes appelés guêpes parasitoïdes dans la nature qui peut traquer les mouches des fruits immatures et les cibler pour les anéantir. Le terme parasitoïde décrit un organisme qui passe son développement en tant que parasite et finit par tuer son hôte.
Les guêpes parasitoïdes utilisent un dard allongé, appelé ovipositeur, pour percer les fruits où les mouches se développent et percent le corps de la mouche pour y pondre un œuf. Les œufs de guêpe éclosent à l’intérieur de l’hôte de la mouche et dévorent progressivement la mouche entière de l’intérieur vers l’extérieur.
L’utilisation humaine de guêpes parasitoïdes ou d’autres ennemis naturels pour contrôler les populations de ravageurs est connue sous le nom de lutte biologiqueou biocontrôle. C’était tellement de succès à Hawaï que plusieurs espèces de guêpes parasitoïdes ont établi des populations sauvages sur les îles. Ils ont aidé supprimer continuellement plusieurs mouches des fruits nuisibles à ce jour.
La libération d’insectes non indigènes à des fins de lutte biologique pourrait avoir des conséquences négatives imprévues sur les écosystèmes locaux. C’est pourquoi les agences fédérales comme le ministère américain de l’Agriculture ont des réglementations strictes pour les programmes de biocontrôle nouveaux et existants.
L’ennemi de mon ennemi est mon ami
Alors, comment les guêpes réussissent-elles l’exploit impressionnant de réduire les populations de mouches des fruits ? Une fois posée à l’intérieur d’un hôte de mouche, la guêpe doit faire face au le système immunitaire de la mouchequi tentera d’étouffer l’œuf avant qu’il n’éclose.
Cet environnement inhospitalier a forcé les guêpes à évoluer vers arsenal de substances microscopiqueségalement appelés facteurs moléculaires, pour lutter contre les défenses contre les mouches. Il s’agit notamment d’un cocktail de différentes molécules introduites par la mère guêpe au moment de la ponte.
Le but de ces facteurs est de manipuler les processus physiologiques de la mouche des fruitscomme son développement de l’œuf à l’adulte et sa réponse immunitaire aux parasites envahisseurs. En interagissant avec des composants moléculaires, comme les protéines, qui constituent les voies physiologiques des insectes, les facteurs des guêpes parasitoïdes peuvent retarder le développement de l’hôte de l’insecte et supprimer l’immunité de l’hôte pour permettre à la progéniture de la guêpe de se nourrir indemne des tissus de la mouche.
C’est l’histoire d’origine d’un partenariat improbable avec lequel de nombreuses espèces de guêpes parasitoïdes ont formé virus bénéfiques. Les particules virales se multiplient en quantités massives dans les organes reproducteurs des guêpes femelles au cours de leur développement. Les mères guêpes utilisent ensuite leur ovipositeur comme une aiguille hypodermique pour injecter des particules virales dans les insectes hôtes pendant la ponte.
Les particules virales se transforment en armes biologiques qui infectent les cellules de l’hôte de la guêpe. Cette infection perturbe des processus tels que la réponse immunitaire de la mouche. Les guêpes en développement bénéficient de l’activité du virus et lui rendent la pareille en transmettant le virus aux générations futures de guêpes.
Tous les héros ne portent pas de cape
Diachasmimorpha longicaudata est une petite guêpe orange vif avec un ovipositeur distinctement long. La traduction littérale de longicaudata est « à longue queue » en latin. Mais ne vous laissez pas tromper par son apparence charismatique.
D. longicaudata est féroce dans sa capacité à se régaler plusieurs espèces de mouches des fruitscomme la mouche méditerranéenne des fruits, Ceratitis capitata, et la mouche orientale des fruits, Bactrocera dorsalis. En raison de la capacité de D. longicaudata à attaquer une grande variété de mouches des fruits, les spécialistes de la lutte antiparasitaire du monde entier ont libéré les guêpes dans les écosystèmes agricoles, où ils établissent de nouvelles populations de manière fiable et assurent une lutte durable contre les ravageurs.
Comme beaucoup de parasitoïdes, D. longicaudata s’est formé une alliance avec un virus connu sous le nom de Diachasmimorpha longicaudata entomopoxvirus, ou DlEPV.
Le DlEPV se réplique dans la glande à venin des guêpes femelles, qui stocke des milliards de particules virales. Les particules virales y sont si denses qu’elles provoquent souvent l’apparition de la glande à venin. bleu irisé.
Les particules DlEPV sont hautement mortel lorsqu’il est injecté à des mouches en laboratoire. Le virus gèle le développement de la mouche et se réplique avec abandon jusqu’à sa disparition définitive.
En revanche, l’alliance entre guêpe et virus est si forte que guérir les guêpes D. longicaudata de leur infection résidente par le DlEPV provoque la mort de la progéniture de la guêpe à l’intérieur des mouches hôtes.
Une nouvelle voie potentielle à suivre
Mes collègues et moi a publié une étude montrant que le DlEPV pourrait jouer un rôle essentiel en aidant D. longicaudata à préparer un repas à partir de tant de mouches des fruits différentes. Nous avons trouvé un lien entre la survie de D. longicaudata et la létalité du DlEPV au sein de différentes espèces hôtes de mouches des fruits.
Lorsque nous avons infecté des mouches C. capitata et B. dorsalis avec le DlEPV, le virus a réussi à se répliquer et à tuer de larges bandes d’hôtes mouches. Cependant, le DlEPV n’a pas pu se répliquer chez la mouche du melon, Zeugodacus cucurbitae, une espèce de mouche que les guêpes D. longicaudata ne peuvent pas utiliser comme hôtes.
Ces découvertes jettent un nouvel éclairage sur l’effet des virus sur les rivalités hôte-parasite. La présence de ces virus pourrait influencer l’utilité des guêpes parasitoïdes pour éliminer les mouches des fruits nuisibles. Dans le cas de D. longicaudata, le virus qui lui est associé pourrait être responsable des décennies de aide fiable cette guêpe a contribué aux programmes de biocontrôle des mouches des fruits dans le monde entier.
Ce travail a également révélé un nouveau outil potentiel dans la guerre contre les mouches des fruits. Le DlEPV est désormais connu comme un ennemi mortel pour plusieurs des espèces nuisibles les plus destructrices au monde. Si les chercheurs parviennent à déterminer précisément comment le DlEPV exploite les mouches hôtes au niveau moléculaire, ils pourraient un jour intégrer les mêmes stratégies que celles utilisées par ce virus dans de nouvelles méthodes de lutte contre les mouches des fruits.
Cet article est republié à partir de La conversation sous licence Creative Commons. Lire le article original.