Faculté des sciences

Genetic variation in insect performance in a tritrophic interaction on wild and cultivated beans

Campan, Erick ; Rahier, Martine (Dir.)

Thèse de doctorat : Université de Neuchâtel : 2002 ; 1621.

Très souvent, la domestication d'une plante change sa composition chimique et nutritionnelle. Lorsque la qualité de la plante est modifiée, les insectes qui se nourrissent de cette plante doivent s'adapter à de tels changements. Dès lors, une variation dans ce premier niveau trophique détermine le type et l'évolution des interactions entre des guêpes parasites et leurs hôtes phytophages.... Plus

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    Résumé
    Très souvent, la domestication d'une plante change sa composition chimique et nutritionnelle. Lorsque la qualité de la plante est modifiée, les insectes qui se nourrissent de cette plante doivent s'adapter à de tels changements. Dès lors, une variation dans ce premier niveau trophique détermine le type et l'évolution des interactions entre des guêpes parasites et leurs hôtes phytophages. Cette étude porte sur les conséquences de la domestication du haricot Phaseolus vulgaris sur les interactions entre un insecte phytophage et ses ennemis naturels. Zabrotes subfasciatus (Coleoptera: Bruchidae) vit au Mexique et en Amérique Centrale où il se nourrit des graines de haricots. Les guêpes parasites Stenocorse bruchivora (Hymenoptera: Braconidae) et Dinarmus basalis (Hymenoptera: Pteromalidae) sont les principaux ennemis naturels de Z. subfasciatus, mais diffèrent dans leur degré de spécificité en hôte. Ce travail s'intéresse à l'influence des facteurs environnementaux (telle que la variabilité de la plante hôte suite à sa domestication: graines cultivées / graines sauvages) et génétiques sur le comportement et les performances du phytophage et des deux espèces de parasitoïde. Pour le coléoptère, les résultats montrent que le comportement d'oviposition ainsi que les paramètres de fitness sont affectés par la qualité des graines de P. vulgaris. Il existe également des différences entre les lignées de bruches, témoignage d'une variabilité génétique. Les deux espèces de parasitoïde sont également affectées par la qualité des graines sur lesquelles leurs hôtes sont élevés. Cet effet est plus marqué chez le spécialiste S. bruchivora, plus sélectif dans le choix de l'hôte, contrairement au généraliste D. basalis dont le comportement est beaucoup plus affecté par la disponibilité en hôte. Des expériences de transfert faites avec trois populations sauvages de S. bruchivora ont également démontré une forte composante génétique dans le comportement de parasitisme et les caractéristiques de fitness. A cette composante génétique s'associe des variations entre les populations. Cependant, il apparaît que ces variations de performances entre les populations diminuent lorsque les parasitoïdes sont issus d'hôtes offerts dans des graines cultivées: celles-ci représentant une ressource plus homogène pour les insectes que les graines sauvages.
    Summary
    The process of domestication often alters the chemical composition and nutrient contents of plants. When plant quality is modified, insects feeding on these plants and the natural enemies of these insects have to adapt to these changes. Thus, variation in the first trophic level may largely determine the type and evolution of the interaction between parasitoids and their phytophagous hosts. This study examined the consequences of the bean domestication in Phaseolus vulgaris for the interactions between phytophagous insects and their natural enemies. Zabrotes subfasciatus (Coleoptera: Bruchidae) feeds on seeds of the genus Phaseolus throughout Mexico and Central America. The parasitic wasps, Stenocorse bruchivora (Hym.: Braconidae) and Dinarmus basalis (Hym.: Pteromalidae), are the main natural enemies of Z. subfasciatus. I investigated the influence of environmental (cultivated vs. wild seeds) and genetic components on the behaviour and performance of Z. subfasciatus and two parasitoid species that differ in their degree of host specificity. For the bruchid, results showed that the oviposition behaviour and fitness components are affected by the quality of the seeds of P. vulgaris. I also found differences between bruchid families, which argues for a strong genetic component. Both parasitoid species were affected by the quality of the seeds on which their hosts were reared. This effect was stronger for the specialist: S. bruchivora was more selective when choosing a host. In contrast, the behaviour of the generalist D. basalis was more affected by the host availability. Transplant experiments using wild populations of S. bruchivora also showed a strong genetic component for the parasitism behaviour and fitness traits, and great variation among parasitoid populations. It appears however that this variation in performance among populations is decreased when parasitoids are exposed to cultivated seeds, which themselves present a more homogeneous resource for the insects