Les moustiques propagent plusieurs maladies, dont le paludisme et le virus de la dengue. En 2020, environ 241 millions de cas de paludisme sont survenus dans le monde, avec quelques millions de cas supplémentaires en 2021. Près de la moitié de la population mondiale vit dans des régions où il existe un risque de contracter le virus de la dengue. Les insectes détruisent également un tiers de l’agriculture.
De nouvelles recherches menées par des scientifiques de l’Université de Californie, Riverside, montrent un potentiel de lutte contre les insectes grâce à des répulsifs volatils qui pourraient être appliqués sur des surfaces telles que les rebords de fenêtres, les avant-toits des huttes, les entrées des maisons, les arrière-cours, les zones de stockage des produits extérieurs, les entrées des abris pour le bétail et à côté des cultures dans un champ.
Les chercheurs se sont concentrés sur l’ammoniac, un composé volatil de base présent dans l’environnement des insectes. À de faibles concentrations, comme dans la sueur humaine, l’ammoniac attire les moustiques et autres insectes. À des concentrations élevées, cependant, par exemple, les concentrations trouvées dans les nettoyants ménagers, l’ammoniac n’attire plus les insectes. Les chercheurs se sont enquis de ce qu’il advient du système olfactif (odeur) et du système gustatif (goût) des mouches des fruits et des moustiques en présence d’ammoniac.
« Nous avons constaté que les neurones olfactifs semblent avoir une poussée d’activité, puis ils deviennent silencieux pendant un certain temps », a déclaré Anandasankar Ray, professeur de biologie moléculaire, cellulaire et systémique, qui a dirigé l’étude publiée dans la revue. iScience. « Pendant la période de silence, les neurones ne sont pas capables de détecter les odeurs, ce qui signifie que les insectes ne peuvent pas détecter efficacement l’odeur de la peau humaine. »
Lorsque l’équipe de Ray a testé le système gustatif des mouches des fruits et des moustiques (Aedes aegypti), ils ont trouvé une réponse similaire.
« En ce qui concerne le goût, nous avons constaté que l’ammoniac et les ‘amines’ – des dérivés de l’ammoniac qui composent de nombreux odorants synthétiques – ne produisent pas le type d’activité éclair que nous voyons dans le système olfactif », a déclaré Ray. « Mais ils montrent l’inhibition que nous avons trouvée dans le système olfactif. Nous avons pu montrer que l’ammoniac réduit au silence la réponse au sucre et au sel chez les insectes. »
Une fois que la plupart des insectes ont utilisé leur système olfactif pour trouver un endroit où se poser, leur système gustatif est exécuté. Les moustiques utilisent les labelles – des sondes sensorielles qui aident à trouver un bon endroit pour mordre – sur leurs pattes pour goûter la nourriture. Les poils fins (sensilla) sur le labella des mouches des fruits permettent aux mouches de goûter les aliments potentiels sans les manger.
Selon Ray, la découverte pourrait être utilisée pour fabriquer des insectifuges efficaces à l’avenir.
« Alors que des composés comme l’ammoniac, qui ont un pH élevé et sont basiques, ne peuvent pas être utilisés sur la peau en raison de leurs propriétés corrosives, ils peuvent être utilisés d’autres manières », a-t-il déclaré. « De nombreux insectes piqueurs pénètrent dans les maisons depuis l’extérieur. Dans la plupart des régions du monde, les insectes piquent les humains et les animaux domestiques à l’intérieur et souvent la nuit. Par exemple, si les murs, où les insectes atterrissent et attendent, contenaient un matériau à pH élevé, les moustiques De même, si un composé à pH élevé, comme une amine, était distribué autour des entrées des maisons et des abris pour animaux, il pourrait éloigner les moustiques.
Ray a été rejoint dans l’étude par Jonathan Trevorrow Clark, Anindya Ganguly, Jadrian Ejercito, Matthew Luy et Anupama Dahanukar. Le document de recherche s’intitule « Détection chimiosensorielle de concentrations aversives d’ammoniac et d’amines volatiles basiques chez les insectes ».
c’est l’humidité
Dans un article séparé, publié dans la revue Rapports scientifiques, Le laboratoire de Ray a étudié la modification du comportement à l’humidité chez le psylle asiatique des agrumes, ou ACP, qui transmet la maladie du verdissement des agrumes, et les moustiques. Bien que les insectes puissent détecter l’humidité, peu de recherches ont été menées sur la perturbation de leurs neurones sensibles à l’humidité.
« Nous avons découvert que les odorants amines inhibent la réponse à l’humidité », a déclaré Ray. « Nous avons identifié des neurones dans l’ACP qui détectent l’humidité et découvert que certaines amines pouvaient inhiber leur détection de l’humidité. Nous avons ensuite montré que celle-ci était conservée dans les mouches des fruits. C’est probablement la première fois que des chercheurs ont montré que la détection de l’humidité peut être inhibée par les odorants. «
Les chercheurs ont ensuite testé la détection de l’humidité chez des moustiques gravides (Aedes aegypti et Anopheles coluzzi) qui sont attirés par les plans d’eau pour pondre des œufs. En laboratoire, des moustiques nourris au sang et prêts à pondre ont été présentés avec deux tasses d’eau. Une tasse contenait un petit flacon d’odeur qui inhibe la détection de l’humidité. Les chercheurs ont découvert que les moustiques évitaient d’y pondre des œufs et préféraient plutôt la tasse non traitée.
« Cela suggère qu’il est possible de bloquer les neurones de détection d’humidité chez les insectes en utilisant un produit chimique volatil et d’abaisser le niveau de ponte », a déclaré Ray.
Il a également expliqué que les ACP semblent éviter une humidité élevée. Pour tester leur détection d’humidité, son laboratoire a utilisé un tube en forme de Y avec une humidité élevée dans les deux bras. Les ACP n’ont d’abord préféré aucune arme. Mais lorsque les chercheurs ont introduit un odorant inhibiteur d’humidité dans un bras, les ACP ont commencé à le préférer car ils ne pouvaient plus sentir l’humidité.
« Cela signifie qu’en bloquant la capacité des insectes à détecter l’eau à l’aide d’un odorant volatil, nous pouvons manipuler leur voie de détection d’humidité et modifier leur comportement de manière prévisible », a déclaré Ray. « À l’avenir, il sera peut-être possible de concevoir des amines pour empêcher la ponte d’œufs d’insectes dans certaines zones. »
La recherche a des implications pour les régions où les moustiques propagent des maladies. Après avoir pris un repas de sang, les moustiques recherchent de l’eau pour pondre leurs œufs. Un seul moustique femelle peut pondre jusqu’à 300 œufs en une seule nuit.
« En raison de ce potentiel de reproduction extrêmement élevé, du printemps à l’été, nous assistons à une explosion de moustiques », a déclaré Ray. « Là où vous avez de l’eau avec des larves de moustiques, il est extrêmement difficile de contrôler la population de moustiques. C’est pourquoi dans les pays tropicaux, il est impossible de tuer tous les moustiques. Même s’il reste quelques moustiques, ils se reproduisent très rapidement. »
Plus d’information:
Jonathan Trevorrow Clark et al, Détection chimiosensorielle de concentrations aversives d’ammoniac et d’amines volatiles basiques chez les insectes, iScience (2022). DOI : 10.1016/j.isci.2022.105777
Iliano V. Coutinho-Abreu et al, la pentylamine inhibe la détection de l’humidité chez les insectes vecteurs d’agents pathogènes d’origine humaine et végétale, Rapports scientifiques (2022). DOI : 10.1038/s41598-022-20488-x