Wolbachia a des effets subtils sur la préférence thermique chez Drosophila melanogaster hautement consanguin, qui varient en fonction du stade de vie et des conditions environnementales.

Jul 13, 2023

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 13792 (2023) Citer cet article

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Les fluctuations de température sont un défi pour les ectothermes qui ne sont pas capables de réguler la température corporelle par des moyens physiologiques et doivent donc ajuster leur environnement thermique via leur comportement. Cependant, on sait encore peu de choses sur la question de savoir si les symbiotes microbiens influencent la préférence thermique (Tp) chez les ectothermes en modulant leur physiologie. Plusieurs études récentes ont démontré des effets substantiels des infections par Wolbachia sur l'hôte Tp chez différentes espèces de drosophile. Ces données indiquent que la direction et la force de la variation des préférences thermiques dépendent fortement des génotypes de l'hôte et du symbiote et sont très variables selon les études. En utilisant des expériences hautement contrôlées, nous avons étudié l'impact de plusieurs facteurs environnementaux, notamment l'humidité, la qualité des aliments, l'exposition à la lumière et la configuration expérimentale, susceptibles d'influencer les mesures de Tp chez les mouches adultes Drosophila melanogaster. De plus, nous avons évalué les effets de l’infection par Wolbachia sur la Tp de la drosophile à différents stades de développement, ce qui n’avait jamais été fait auparavant. Nous ne trouvons que des effets subtils de Wolbachia sur l'hôte Tp, qui sont fortement affectés par la variation expérimentale chez l'adulte, mais pas au cours des stades de vie juvéniles. Nos analyses approfondies montrent que la variation environnementale a une influence substantielle sur Tp, ce qui démontre la nécessité d'une conception expérimentale minutieuse et d'interprétations prudentes des mesures de Tp, ainsi que d'une description approfondie des méthodes et des équipements utilisés pour mener des études comportementales.

La température module de nombreux processus physiologiques et a des effets directs sur le développement, la survie et la reproduction de tout organisme1,2. Les ectothermes n'ont pas la capacité de réguler leur température corporelle par des moyens physiologiques et sont particulièrement affectés par les variations de température3. Leur thermorégulation est donc souvent médiée par le comportement4 (Stevenson, 1985), de sorte que les ectothermes ont tendance à occuper des niches environnementales proches de leurs conditions thermiques optimales pour survivre et se propager. Chaque organisme présente une préférence thermique (Tp), qui est la température corporelle ou la plage de température préférée choisie en l'absence d'autres contraintes écologiques5. Cependant, les estimations de Tp ne sont en aucun cas absolues, mais peuvent être fortement influencées par les interactions avec des facteurs écologiques et même avec des symbiotes. Les endothermes, par exemple, combattent les infections bactériennes et virales accompagnées de fièvre en augmentant physiologiquement leur température corporelle en dehors de l'optimum thermique de leurs agents infectieux. Plusieurs études montrent que les ectothermes emploient également des stratégies comportementales similaires en modifiant leur Tp6,7,8,9,10,11. Par exemple, les grillons recherchent activement des températures plus élevées lorsqu'ils sont infectés par la bactérie pathogène Serratia marcescens, qui peut avoir des effets physiologiques similaires à la fièvre en réponse à des infections pathogènes12. Cependant, le comportement opposé, à savoir le refroidissement comportemental, a également été rapporté chez l'organisme poïkilotherme comme mécanisme de lutte contre les agents pathogènes, par exemple chez la drosophile13.

En particulier, trois études récentes ont étudié les changements de comportement thermique chez Drosophila melanogaster infecté par l'endosymbiote bactérien Wolbachia14,15,16. Deux de ces études ont révélé que, selon la variante de Wolbachia, les mouches infectées choisissaient des températures plus froides que les individus non infectés14,15. Bien qu'une telle réponse comportementale soit probablement fortement influencée par les conditions environnementales et expérimentales et non par un modèle général16, ces résultats peuvent suggérer que les hôtes peuvent atténuer les effets néfastes des infections à titre élevé en choisissant des températures ambiantes en dehors de la plage physiologique optimale du symbiote. Il reste cependant à savoir si ces modèles de comportement sont limités aux adultes ou s'ils se retrouvent également aux stades juvéniles de la vie. Trouver la température optimale pour le développement est essentiel, car toute perturbation majeure au cours des stades juvéniles pourrait réduire considérablement les chances de survie et de reproduction de l'imago17. La manipulation des préférences thermiques à ce stade de la vie de l’hôte pourrait donc être risquée mais bénéfique pour le symbiote microbien, en « établissant » son environnement thermique dès le début du développement de l’hôte. Cependant, à notre connaissance, aucune étude n’a encore étudié les effets de Wolbachia sur la drosophile Tp aux stades juvéniles de la vie.