Une nouvelle étude de la North Carolina State University montre le mécanisme comportemental derrière un doux rituel d’accouplement de cafards qui prend une tournure amère, aboutissant à des mâles rejetés.
Les blattes germaniques mâles (Blattella germanica) offrent aux femelles un « cadeau » de sécrétions corporelles avant l’accouplement qui combine des sucres et des graisses – pensez à la version cafard du chocolat – afin d’attirer et de retenir l’attention des femelles assez longtemps pour commencer la copulation.
« Il s’agit d’un comportement d’accouplement courant chez les insectes et certains autres animaux : les mâles offrent aux femelles un cadeau savoureux ou précieux – c’est comme la Saint-Valentin, mais tous les jours », a déclaré Coby Schal, professeur émérite d’entomologie Blanton J. Whitmire à NC State et co- auteur correspondant de l’article.
L’étude montre cependant que les femelles opposées au sucre simple glucose ont une mauvaise surprise lorsqu’elles mélangent leur salive avec les sécrétions mâles – la salive dégrade la friandise sucrée des sucres complexes en glucose, qui devient une pilule amère qui met fin au rituel de parade nuptiale, la femelle s’enfuyant sans s’accoupler.
« Nous voyons des cafards allemands femelles averses au glucose refuser ce cadeau nuptial – et la chance de s’accoupler – et nous voulions en savoir plus sur le mécanisme qui le sous-tend », a déclaré Ayako Wada-Katsumata, chercheuse principale à NC State et co- auteur correspondant de l’article.
Généralement, les cafards aiment le sucre. Mais certains ont développé une aversion pour le glucose ; Wada-Katsumata a publié en 2013 un article qui montrait le mécanisme neuronal derrière cette aversion chez les blattes germaniques, un comportement qui est peut-être devenu plus prononcé en raison de la présence du sucre simple dans les appâts pour gardons placés à l’intérieur des maisons. Dans un article de 2021, Wada-Katsumata et Schal ont montré que la salive de cafard convertit les sucres complexes en glucose.
« Les sécrétions des cafards mâles contiennent différents types de sucres – dans ce cas, le maltose et le maltotriose, qui sont généralement préférés par les femelles – ainsi que certaines graisses », a déclaré Wada-Katsumata. Le maltose est relativement facile à convertir en glucose, tandis que le maltotriose est plus complexe et prend un peu plus de temps à se décomposer en glucose, a-t-elle déclaré.
« La salive de cafard a une classe de produits chimiques qui décomposent les sucres », a déclaré Schal. « Alors que les femelles se nourrissent de leur cadeau, le maltose est rapidement converti en glucose, et les femelles averses au glucose ressentent un goût amer et arrêtent de se nourrir, ce qui met également fin à l’opportunité d’accouplement. »
En cas de succès, les cafards mâles attirent les femelles avec un don de sécrétions chimiques. Lorsque les femelles se nourrissent de la friandise, le processus d’accouplement commence. Les femelles averses au glucose fuiront la scène, cependant, lorsque leur salive rendra la friandise désagréable. Crédit : Ayako Wada-Katsumata
Le processus d’accouplement des cafards est intéressant mais probablement inconnu des bipèdes. Les mâles s’approchent des femelles, lèvent leurs ailes et libèrent des produits chimiques via la glande tergale sur leur dos. Les femelles attirées par la sécrétion grimperont sur le dos du mâle et se nourriront de la sécrétion. Pendant qu’elle se nourrit, le mâle va télescoper son abdomen sous la femelle, l’attraper avec un pénis allongé et crochu et se mettre en position pour l’accouplement. Ce processus de parade nuptiale ne prend que quelques secondes; c’est ici que la conversion chimique rapide des sucres complexes en sucres simples dans la salive pourrait tuer l’humeur des femmes averses au glucose. En cas de succès, cependant, les cafards s’engagent dans une séance d’accouplement consécutive pouvant durer jusqu’à 90 minutes, le mâle utilisant un deuxième pénis pour transférer un paquet de sperme à la femelle.
Dans l’étude, les chercheurs ont réalisé diverses expériences pour déterminer comment l’aversion au glucose affecte la parade nuptiale des cafards. Ils ont constaté que les femelles averses au glucose interrompaient plus fréquemment l’alimentation en raison de leur aversion, en particulier lorsqu’elles se nourrissaient d’un mâle de type sauvage, qui n’était pas opposé au glucose. Les mâles averses au glucose avaient souvent des niveaux plus élevés de maltotriose dans leurs sécrétions, qui se transformaient moins facilement en glucose et donnaient donc à ces mâles plus de temps pour commencer à s’accoupler.
Les chercheurs ont également modifié la qualité de la sécrétion masculine, en substituant le fructose aux sécrétions de glucose et de maltose. Les femelles averses au glucose appréciaient le fructose et s’en nourrissaient plus longtemps, ce qui se traduisait par des séances d’accouplement plus réussies.
« Cette étude est un moyen direct de montrer que la qualité de la sécrétion affecte le comportement des femelles et le succès de l’accouplement », a déclaré Schal. « Il y a un compromis entre la sélection sexuelle et la sélection naturelle. Pensez au cerf comme exemple. Les cerfs mâles ont des cornes, non pas pour la sélection naturelle – les cornes mettent en fait les mâles en danger face aux prédateurs et aux chasseurs – mais pour que la sélection sexuelle attire les femelles et serve comme des armes utiles en compétition avec d’autres mâles. De même, la glande tergale du cafard a évolué pour attirer les femelles dans le contexte de la sélection sexuelle.
« Les femelles de type sauvage acceptent les sécrétions sucrées. Les femelles averses au glucose n’acceptent pas les sécrétions de type sauvage car elles se transforment facilement en glucose. Les mâles peuvent modifier la composition des sécrétions – produisant peut-être plus de maltotriose qui prend plus de temps à se convertir en glucose – ou essayer de s’accoupler plus rapidement. En bref, le trait d’aversion au glucose a évolué sous la sélection naturelle, mais sous la sélection sexuelle, il amène le mâle à modifier sa sécrétion et son comportement sexuels « , a déclaré Wada-Katsumata.
L’étude de 2013 a informé les fabricants d’appâts de ne pas utiliser de glucose dans les appâts. Les études de 2021 étendent cette recommandation à tous les sucres qui contiennent du glucose. Les appâts à base de glucose, de saccharose, de maltose et d’autres sucres seront ignorés par les cafards averses au glucose. Au fur et à mesure que de plus en plus de cafards ayant une aversion pour le glucose survivent, ce trait sera transmis en plus grand nombre.
« Nous sommes constamment dans une bataille évolutive avec les cafards », a déclaré Schal. « L’évolution peut être énormément accélérée dans l’environnement urbain et humain parce que la force de sélection imposée aux insectes, en particulier à l’intérieur des maisons, est si intense. »
L’étude paraît dans Nature Communication Biologie. Chercheur postdoctoral Eduardo Hatano, Ph.D. l’étudiante Samantha McPherson et Jules Silverman, professeur émérite émérite d’entomologie Charles G. Wright, ont co-écrit l’article.
« L’évolution rapide d’un polymorphisme gustatif adaptatif perturbe le comportement de parade nuptiale », Biologie des communications (2022). DOI : 10.1038/s42003-022-03415-8