Circuits gustatifs chez les abeilles: la découverte d’un sens inconnu

Maria Gabriela de Brito Sanchez: chercheuse au Centre de Recherches sur la Cognition Animale,
Centre de Biologie Intégrative, CNRS – Université Paul Sabatier, Toulouse (Photo: Martin Giurfa)

 

Le sens du goût est crucial pour la survie des animaux car il permet de distinguer des nourritures potentielles de substances toxiques nuisibles. Je m’intéresse à la compréhension des mécanismes mis en jeux dans ce processus. En tant que modèles d’étude j’utilise des insectes, et en particulier des insectes sociaux (abeilles, fourmis), organismes qui ont une importance capitale pour l’homme, soit par leur rôle bénéfique dans la pollinisation et agriculture (abeilles), soit par l’impact négatif qu’ils peuvent avoir sur certaines activités agricoles (certaines espèces de fourmis). Le sens du gout est donc crucial dans ce contexte car il permet à l’animal de faire des choix alimentaires bénéfiques pour sa survie et celle de sa colonie d’appartenance

Pour étudier la gustation des insectes, j’utilise des techniques comme le marquage, l’enregistrement et l’analyse de l’activité de neurones individuels gustatifs et de populations neuronales des aires gustatives du système nerveux central. En parallèle, je réalise des études comportementales ayant pour but de déterminer les capacités et préférences gustatives des abeilles et des fourmis, ainsi que leur faculté à apprendre des goûts particuliers, soit en termes appétitifs, soit en termes aversifs.
Les abeilles sont mon principal modèle d’étude. Elles diffèrent d’autres insectes chez lesquels la gustation a été étudiée (p.ex. mouche du vinaigre, moustique, papillon du vers à soie) par leur très faible nombre de gènes codant pour des récepteurs gustatifs (seulement une dizaine a été identifiée dans le génome de l’abeille). Les ligands de ces récepteurs restent inconnus même si 2 à 3 d’entre eux ressemblent à des gènes codant pour des récepteurs à des substances sucrées chez d’autres insectes. Je suis donc intéressée par une caractérisation des goûts perçus par les abeilles à travers leurs récepteurs gustatifs.

 


Photo:Maria Gabriela de Brito Sanchez

 

Au Centre de Recherches sur la Cognition Animale, j’anime une recherche qui aborde ce sujet ainsi que celui de la régulation des processus d’ingestion alimentaire chez les abeilles. Je m’intéresse aussi à la plasticité inhérente aux circuits gustatifs. À cette fin, j’étudie la neuromodulation des réponses gustatives et appétitives chez les abeilles par la voie du stress. Nous avons montré que le fait d’immobiliser l’abeille dans des harnais de contention, induisant ainsi un stress important, affecte la disposition des abeilles à ingérer des substances toxiques qui normalement sont rejetées par des abeilles en libre vol. En contention, ces stimuli nocifs sont ingérés, même s’ils induisent une mortalité importante.

Ce résultat soulève la question des voies qui contrôlent les processus d’ingestion et la tolérance aux substances aversives. Nous sommes en train d’étudier le rôle de certains neuropeptides qui peuvent être cruciaux pour réguler l’acceptation/rejet des substances aversives et dont les niveaux dans le cerveau varieraient avec le niveau de stress et autres facteurs (saison, ressources de la colonie, etc). Nous cherchons à caractériser le rôle de ces neuropeptides dans le contexte décrit en utilisant des techniques pharmacologiques et moléculaires (RNAi ciblant les récepteurs de ces neuropeptides).

Ces résultats seront importants pour comprendre comment les facteurs environnementaux et les situations stressantes affectent le comportement appétitif chez les abeilles, insectes qui à l’heure actuelle subissent une importante mortalité au niveau mondial, suite à une multiplicité de facteurs qui restent encore mal connus mais parmi lesquels se comptent les pesticides, les pratiques agricoles modernes, des maladies et parasites importés, ainsi que de nouveaux ennemis de la ruche. Nos résultats pourraient être utiles pour comprendre les processus gustatifs d’autres espèces et plus généralement pour comprendre la régulation et la plasticité de l’alimentation dans un contexte plus large. En relation avec ce sujet, je collabore avec une équipe de l’Université de Buenos Aires, Argentine (Groupe d’Etude des Insectes Sociaux, Faculté de Sciences Exactes et Naturelles), dirigée par les docteurs Walter Farina – abeilles – et Roxana Josens – fourmis). Avec le Dr. Farina, nous avons publié récemment un travail sur les effets de l’insuline chez les réponses alimentaires des abeilles pré-butineuses (J. Exp. Biol. 2016).

Pour l’année 2018-2019, je prévois d’incorporer, par le biais de la coopération avec le Dr. Josens, deux autres insectes sociaux dans mes études sur la gustation, afin d’approfondir les approches comparatives : la fourmi charpentière (Camponotus mus) et la fourmi argentine (Linepithema humile). Ces espèces sont des parasites domiciliaires ou agricoles. Vu la nature nuisible de ces espèces, les projets de collaboration chercheront à caractériser le comportement de butinage de ces fourmis envers des leurres toxiques, notamment des leurres utilisant l’acide borique, couramment employé comme insecticide. Dans ce contexte, j’essaierai de caractériser la réponse des récepteurs gustatifs par des enregistrements électrophysiologiques, abordant ainsi un domaine jamais exploré chez ces fourmis.

 

Contact: maria.de-brito-sanchez@univ-tlse3.fr

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