L'augmentation de la température des pupes a des effets réversibles sur les performances thermiques et des effets irréversibles sur le système immunitaire et la fécondité chez les coccinelles adultes.

Biologie des communications volume 6, Numéro d'article : 838 (2023) Citer cet article

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Les conditions environnementales rencontrées par un organisme au cours de son développement varient dans leur impact durable sur les phénotypes adultes. Dans le contexte du changement climatique en cours, il est particulièrement pertinent de comprendre comment les températures élevées lors du développement peuvent avoir un impact sur les caractéristiques des adultes et si ces effets persistent ou diminuent à l'âge adulte. Ici, nous avons évalué les effets de la température des pupes (17 °C – température normale, 26 °C – température accrue ou 35 °C – vague de chaleur) sur la tolérance au stress thermique, la fonction immunitaire, la résistance à la famine et la fécondité des adultes Harmonia axyridis. La température pendant la pupaison a affecté de manière significative tous les caractères étudiés chez les adultes frais. L'acclimatation à la chaleur a diminué la concentration d'hémocytes adultes, la tolérance au froid et la production totale d'œufs, et a eu un effet positif sur la tolérance à la chaleur et la résistance à la famine. Les effets négatifs de l’acclimatation à la chaleur sur la tolérance au froid ont diminué après sept jours. En revanche, l’acclimatation à la chaleur a eu un effet positif durable sur la tolérance à la chaleur des adultes. Nos résultats fournissent une large évaluation des effets de l’acclimatation thermique développementale sur les phénotypes adultes de H. axyridis. La plasticité relative de plusieurs caractères adultes après acclimatation thermique peut avoir des conséquences sur la répartition géographique future et les performances locales de diverses espèces d'insectes.

Les performances, la survie et la condition physique des ectothermes sont fortement influencées par les variations saisonnières et annuelles de température1,2. Ceci est particulièrement important compte tenu de la variabilité croissante des climats mondiaux et régionaux et de la fréquence accrue des événements météorologiques extrêmes (par exemple, vagues de chaleur et sécheresses) provoqués par le changement climatique en cours3. Il est impératif de décrire les conséquences de ces changements dans les conditions abiotiques sur les performances des organismes au niveau des espèces afin de préserver et de protéger efficacement la biodiversité dans les écosystèmes agricoles et naturels4. Les animaux réagissent aux changements environnementaux sur deux délais. D’une génération à l’autre, la sélection peut agir sur des traits héréditaires, ce qui peut accroître la condition physique d’individus sélectionnés confrontés à des changements environnementaux5. Au fil des générations, le phénotype d'un individu dépend de l'interaction entre son génotype et les conditions environnementales auxquelles il est exposé6,7. Par conséquent, les caractéristiques des animaux dépendent en partie de leur(s) exposition(s) antérieure(s) aux conditions thermiques8,9. Lorsque l’on considère l’environnement thermique, l’acclimatation thermique fait référence à un changement phénotypique en réponse à une exposition à long terme à une condition thermique (de quelques jours à plusieurs mois ; résumé dans 10).

Chez les insectes, la réponse à l’acclimatation thermique peut dépendre du moment de l’exposition puisque les différents stades de développement ont des capacités d’acclimatation thermique différentes11,12. L’acclimatation thermique à l’âge adulte semble être plus facilement réversible que l’acclimatation au cours du développement juvénile13,14. Pour cette raison, l’acclimatation thermique au cours des stades juvéniles (acclimatation développementale) est souvent considérée comme irréversible (voir 15, 16). Cependant, même si les changements morphologiques provoqués par l’acclimatation thermique au cours du développement sont probablement irréversibles14, les changements physiologiques et comportementaux restent relativement plastiques17. Par exemple, les limites thermiques de Drosophila melanogaster adulte sont influencées par l’environnement thermique vécu en tant que larve, et cet effet peut être inversé après l’éclosion avec l’acclimatation thermique des adultes17. Degut et al.13 ont montré que la température de développement influence de manière irréversible la morphologie du Pieris napi adulte (masse corporelle, forme et taille des ailes), ce qui peut avoir un impact sur les traits comportementaux et physiologiques de l'adulte tels que la distance de vol, l'endurance de vol, et le rendement reproductif. On ne sait pas vraiment si d’autres traits adultes apparemment sans rapport, tels que la fonction immunitaire et la résistance à la famine, restent plastiques après l’acclimatation thermique du développement, et comment ces traits peuvent interagir ou être corrélés dans leur réponse.