Les moustiques mâles sourds ne s’accouplent pas, découvrent des chercheurs

La romance est une affaire complexe chez les humains. Il y a la personnalité, l’apparence, la séduction, toutes sortes d’indices physiques et sociaux. Les moustiques sont beaucoup plus directs. L’accouplement a lieu pendant quelques secondes dans les airs. Et tout ce qu’il faut pour séduire un mâle, c’est le bruit des battements d’ailes d’une femelle. Imaginez la surprise des chercheurs lorsqu’un seul changement a complètement détruit la libido des moustiques.

Aujourd’hui, une étude de l’UC Santa Barbara révèle que c’est vraiment tout ce qu’il y a à faire. Les chercheurs du laboratoire du professeur Craig Montell ont créé des moustiques sourds et ont découvert que les mâles n’avaient absolument aucun intérêt à s’accoupler. « Vous pourriez les laisser avec les femelles pendant des jours, et ils ne s’accoupleront pas », a expliqué Montell.

Le changement radical était simple à produire. « L’absence d’un seul gène, trpVa, a produit cet effet profond sur le comportement d’accouplement des moustiques », a expliqué le co-auteur principal Dhananjay Thakur, chercheur postdoctoral au Département de biologie moléculaire, cellulaire et du développement.

Les résultats, publié dans le Actes de l’Académie nationale des sciences pourrait avoir des implications majeures sur la manière dont nous gérons la transmission des maladies en contrôlant mieux les populations de moustiques vecteurs, tels que Aedes aegypti, qui infectent chaque année des centaines de millions de personnes avec des virus responsables de maladies.

Skeeters fringants

« Les soirs d’été, nous voyons souvent des essaims de moustiques rassemblés au bord de l’eau ou sous les lampadaires. Ces rassemblements sont essentiellement des événements d’accouplement de masse », a déclaré le co-auteur principal Yijin Wang, ancien postdoctorant à l’UCSB. Bien que les moustiques possèdent une extraordinaire capacité de reproduction, les scientifiques ont encore une compréhension limitée des mécanismes moléculaires et neurologiques à l’œuvre.

La parade nuptiale d’Aedes aegypti se déroule généralement comme suit : les femelles battent des ailes à environ 500 Hz. Lorsque les mâles entendent cela, ils s’envolent en bourdonnant à environ 800 Hz. Les mâles modulent également rapidement cette fréquence lorsque les dames sont présentes. Ensuite, il y a un rapide rendez-vous en vol, et les amants se séparent. Les mâles sont toujours à la recherche de nouveaux partenaires potentiels, mais une femelle qui s’est accouplée avec succès ne le fera généralement plus.

Montell et les co-auteurs principaux Yijin Wang, Thakur et Emma Duge soupçonnaient que l’audition jouait un rôle dans ce comportement, ils ont donc étudié les neurones auditifs de l’insecte. Celles-ci se trouvent à la base des antennes dans une structure appelée organe de Johnston.

Les antennes sont de magnifiques appareils multisensoriels, regorgeant de sensilles olfactives, mécanosensorielles et même infrarouges thermiques, comme l’a récemment découvert le laboratoire de Montell. Dans la présente étude, l’équipe s’est concentrée sur un canal sensoriel particulier appelé TRPVa – et sur le gène correspondant, trpVa – qui est l’analogue du moustique d’un canal requis pour l’audition chez les mouches des fruits.

L’équipe a utilisé CRISPR-Cas9 pour éliminer le gène qui code pour TRPVa chez les moustiques Aedes aegypti. Les animaux résultants n’ont montré aucune réaction au son. En fait, ils ont découvert que le son ne provoquait aucune activité électrique des neurones de l’organe de Johnston. Les insectes étaient vraiment sourds.

Et lorsque les auteurs ont placé des hommes sourds dans des chambres avec des femmes… rien ne s’est produit. « S’ils n’entendent pas le battement des ailes de la femelle, cela ne les intéresse pas », a déclaré Montell. Leurs homologues entendants, en revanche, n’ont pas perdu de temps pour s’activer : ils s’accouplent plusieurs fois en quelques minutes.

Une bande-son romantique

L’ouïe n’est pas seulement nécessaire aux mâles pour s’accoupler, elle semble suffire à éveiller leurs désirs. Lorsque les auteurs faisaient entendre le son des battements d’ailes des femelles à des mâles normaux, ceux-ci répondaient généralement par des poussées abdominales. Ils étaient prêts à passer à l’action. Les hommes sourds tremblaient à peine.

Les femmes, cependant, étaient une autre histoire. Les femmes sourdes avaient encore un peu de désir en elles. « L’impact sur la femelle est minime, mais l’impact sur le mâle est absolu », a déclaré Montell. L’équipe prévoit d’étudier ces différences dans des travaux futurs.

« Je pense que la raison pour laquelle notre découverte majeure est si choquante est que, dans la plupart des organismes, le comportement d’accouplement dépend d’une combinaison de plusieurs signaux sensoriels », a déclaré Duge, l’un des doctorants de Montell. « Le fait que la suppression d’un seul sens puisse complètement abolir l’accouplement est fascinant. »

Et les auteurs pensent que leurs résultats – le rôle du son dans l’accouplement et la fonction que joue le TRPVa dans l’audition – se généralisent à d’autres espèces de moustiques.

Regarder à l’intérieur

La physiologie d’un moustique révèle à quel point l’ouïe est importante pour ces insectes. Les moustiques mâles possèdent le plus grand nombre de neurones auditifs parmi tous les insectes connus, a expliqué Montell. Les femmes en ont deux fois moins. C’est encore beaucoup, mais l’audition est bien plus cruciale pour les hommes.

Pour identifier quels neurones expriment le gène trpVa, les auteurs ont ajouté un gène codant pour la protéine fluorescente verte dans le génome du moustique. Ils l’ont fait de telle manière que la protéine fluorescente soit exprimée indirectement sous le contrôle du promoteur trpVa.

Un promoteur est une séquence d’ADN généralement située au début d’un gène où les enzymes se lient pour initier la transcription, déclenchant dans ce cas la production de ces protéines fluorescentes vertes. Désormais, les moustiques mutants produiraient des protéines fluorescentes vertes dans tous les endroits qui produiraient normalement du TRPVa. Ainsi, les mêmes moustiques ont fourni des sujets de test pour l’expérience et une carte vert vif de l’expression de TRPVa pour l’analyse.

Sans surprise, l’équipe a découvert que trpVa est exprimé dans l’organe de Johnston. Et ils pouvaient clairement suivre les chemins des neurones auditifs de là vers le cerveau, ainsi que voir les différences dans ces chemins entre les moustiques mâles et femelles.

Détournement de la cour des moustiques

Les agents pathogènes propagés par le moustique Aedes aegypti infectent quelque 400 millions de personnes par an, dont environ 100 millions développent des maladies comme la dengue, le zika et la fièvre jaune. Cela signifie que comprendre son comportement et son cycle de vie peut nous fournir des outils et des informations sur la prévention des maladies.

Une méthode potentielle de lutte contre les insectes vecteurs est la technique de l’insecte stérile (SIT), qui consiste à libérer un grand nombre de mâles stériles pour qu’ils s’accouplent avec des femelles. Chez certains insectes, comme les moustiques, un accouplement réussi empêche les femelles de chercher d’autres partenaires. Et si la femelle s’accouple avec un mâle stérile, elle ne produit pas de progéniture. En théorie, cela peut supprimer la population.

La technique fonctionne à merveille contre certains ravageurs agricoles comme la mouche méditerranéenne de Californie. « Le fait que vous n’ayez pas entendu parler de ce ravageur témoigne du succès du SIT, car il y a 30 ans, il faisait la une des journaux », a déclaré Montell.

Mais le succès de la SIT chez Aedes aegypti est limité par la compétitivité des mâles stériles ; ils doivent d’abord s’adresser aux femmes pour que le stratagème fonctionne. Actuellement, la technique n’entraîne pas une suppression suffisante des populations de moustiques pour qu’elles tombent en dessous du seuil critique et fassent chuter la population.

Compte tenu du rôle central de l’audition dans la parade nuptiale des moustiques, le trpVa pourrait constituer une cible pour accroître l’efficacité du SIT. Le laboratoire de Montell travaille sur plusieurs façons de produire des mâles stériles capables de surpasser leurs homologues naturels. Espérons que l’astuce sera aussi simple que celle de ces amants sans prétention.