Explorer les choix de cycle vital : Utilisation de la température et du type de substrat comme facteurs d’interaction pour les préférences des larves et des femelles de la mouche à viande

Les mouches, en particulier les muscoïdes calyptrates (y compris les mouches à viande, les mouches domestiques, les mouches bots et les mouches à chair, entre autres), présentent un large éventail de modes de vie, englobant des comportements parasites et nécro-saprofages¹. Les espèces parasites causent généralement la myiase, c’est-à-dire l’infestation des tissus vivants par les asticots (larves)². Dans la famille des Calliphoridae, les espèces parasites obligatoires et facultatives sont des ravageurs majeurs du bétail responsables de pertes économiques et d’un mauvais bien-être animal en raison des infestations d’asticots 2,3,4,5,6,7. Les parasites obligatoires, tels que les vers à vis du Nouveau Monde et de l’Ancien Monde (Cochliomyia hominivorax et Chrysomyia bezziana, respectivement), sont particulièrement problématiques 4,7,8,9,10 ainsi que les parasites facultatifs, tels que les mouches à viande des moutons (Lucilia cuprina et Lucilia sericata)2,5,6^{, 7}. Le Les espèces non parasites, y compris les espèces sapro-nécrophages, se développent dans la matière organique en décomposition et nécrosée et se trouvent couramment dans des environnements insalubres. Leur mode de vie strictement non parasitaire peut être utilisé avec succès pour la thérapie par les asticots, qui utilise des larves de mouches pour nettoyer les plaies des tissus nécrotiques^11,12,13. Les mouches à viande sont également utilisées en médecine légale, car elles sont parmi les premiers organismes à localiser et à coloniser les corps récemment décédés, les larves en développement servant de moyen d’estimer le moment de la mort¹⁴.

Le mode de vie des mouches à viande a fait l’objet de diverses études de recherche (par exemple, ¹⁵, ^{16, 17}, ¹⁸, ¹⁹, ^{20, 21}) en raison de son importance par rapport aux intérêts humains. Comprendre les mécanismes biologiques qui régissent le mode de vie d’une espèce peut fournir des informations précieuses sur l’amélioration des méthodes de lutte contre les espèces nuisibles. De plus, la diversité et l’évolution des modes de vie des mouches à viande offrent un contexte idéal pour étudier les origines et les mécanismes de traits complexes (par exemple, le parasitisme). Le parasitisme dû aux asticots se nourrissant de tissus vivants a évolué indépendamment à plusieurs reprises au sein de la famille des Calliphoridae^22,23. Cependant, l’histoire évolutive des habitudes alimentaires des mouches à viande est encore largement inconnue, les études se limitant à cartographier les habitudes le long des phylogénies (par exemple, ¹⁶, ^{19, 22}) sans l’aide de tests fonctionnels. Par exemple, il n’est pas certain que les parasites obligatoires aient évolué à partir de généralistes (c’est-à-dire de parasites facultatifs) ou directement à partir d’espèces nécrophages. Les processus moléculaires, physiologiques et comportementaux qui accompagnent les changements évolutifs dans le mode de vie sont également largement inconnus.

Dans ce contexte, les parasites facultatifs, tels que la mouche à viande du mouton Lucilia cuprina, qui peuvent se développer sous forme de parasites sur un hôte ou de nécrophages sur des cadavres offrent la possibilité d’explorer les facteurs et les mécanismes qui contrôlent les choix de mode de vie. Lucilia cuprina est une espèce cosmopolite connue pour causer la mouche des moutons, en particulier en Australie où elle est considérée comme un ravageur ^3,16. La myiase due à L. cuprina peut également survenir chez d’autres animaux d’élevage, des animaux domestiques et des humains 3,24,25,26,27,28,29,30. Cependant, ses larves peuvent également se développer dans les tissus nécrotiques et les matières en décomposition et cette espèce a été utilisée avec succès en entomologie médico-légale car elle est très rapide pour localiser et coloniser les cadavres^31,32,33,34. Bien que le mode de vie parasitaire par rapport au mode de vie non parasitaire des mouches à viande soit défini par le stade larvaire, c’est la femelle adulte qui choisit le site de ponte. Par conséquent, la femelle adulte influence fortement le mode de vie des larves, car celles-ci ont une mobilité limitée. Cependant, le choix de la femelle n’implique pas nécessairement que les larves préféreraient le même substrat lorsqu’elles se présenteraient à un choix³⁵. Une hypothèse est que les changements de comportement conduisant les femelles à pondre leurs œufs sur des tissus vivants pourraient avoir fait partie d’un changement précoce vers un mode de vie parasitaire. Les pré-adaptations ou capacités physiologiques des larves résultantes auraient été essentielles pour leur développement réussi sur les tissus vivants, conduisant à l’émergence du mode de vie parasitaire. Par conséquent, les processus touchés et sélectionnés ne correspondent pas nécessairement aux deux stades de la vie.

Dans ce contexte, deux méthodes ont été développées pour tester la préférence comportementale chez les mouches à viande, en particulier pour L. cuprina, en ce qui concerne le substrat d’alimentation larvaire (test de préférence larvaire) et le site de ponte (test de préférence femelle). Ces méthodes prennent en compte deux facteurs qui interagissent : la température et la fraîcheur de la viande. La température a été choisie comme facteur crucial puisque la plupart des cas de myiase surviennent chez les animaux homéothermes². Par conséquent, une température de 33 °C a été choisie comme approximation du « facteur de mode de vie parasitaire », tandis qu’une température de 25 °C (température ambiante) représente le « facteur non parasitaire ». Une température de 25 °C a été choisie car elle est représentative de la température annuelle moyenne enregistrée au Brésil (Institut national de météorologie, INMET). De plus, deux types de substrats de viande ont été considérés, tous deux d’origine bovine : (i) de la viande fraîche supplémentée en sang, imitant le substrat pour le mode de vie parasitaire, qui est utilisé pour élever la mouche parasite Co. hominivorax dans des conditions de laboratoire³⁶, et (ii) de la viande pourrie âgée de 5 jours, imitant le substrat pour le mode de vie nécrophage. Le substrat bovin est couramment utilisé pour l’élevage de L. cuprina dans des conditions de laboratoire^27,37,38,39 car il offre plusieurs avantages en termes de disponibilité, de rentabilité et de praticité tout en étant un substrat écologiquement justifiable. D’autres études^comparant l’effet des substrats pourris par rapport aux substrats frais chez les mouches à viande ont utilisé un substrat pourri de 7 jours (dans des conditions anaérobies) et ont montré un effet négatif du substrat pourri sur les taux de développement, la survie et la croissance. Comme L. cuprina est connu pour coloniser des cadavres frais qui sont généralement exposés à l’air, nous avons décidé d’utiliser de la viande pourrie de 5 jours (bœuf haché) dans des pots non hermétiques (décomposition aérobie et anaérobie) pour imiter un substrat nécrophage.

Les plans d’expérience présentés ici offrent l’avantage de discerner les préférences pour les facteurs individuels ainsi que leurs effets combinés. De plus, les phénotypes notés, à savoir le choix du substrat d’alimentation des larves et le nombre d’œufs pondus, sont directement pertinents pour les aspects biologiques et écologiques des espèces de mouches à viande. La pertinence de ces protocoles est mise en évidence par la démonstration de leur efficacité chez L. cuprina. De plus, un script d’analyse statistique est fourni, qui peut être utilisé pour comparer les résultats observés obtenus chez L. cuprina à des données aléatoires simulées, assurant ainsi une analyse et des interprétations statistiques robustes.