Ce thème de recherche s'exprime à travers une collaboration étroite, matérialisée par une convention entre l'E.I.D. et le Laboratoire d'Ecologie Alpine de l'Université Joseph Fourier de Grenoble. Actuellement la recherche porte sur les relations pouvant exister entre la végétation et les moustiques. Ainsi l"analyse écotoxicologique de la relation entre populations larvaires de moustiques et la végétation phanérogamique associée, dans les hydrosystèmes alpins a permis de mettre en évidence des complexes polyphénoliques issus de la décomposition des litières végétales dont l'ingestion s'avère toxique pour certaines larves de moustiques.

A partir de ces résultats deux voies d'études sont explorées :
• d'une part la caractérisation de ces molécules toxiques en vue d'une utilisation dans la cadre d'une nouvelle stratégie de lutte anti-larvaire
• d'autre part l'analyse des différences de sensibilité observées entre les espèces de moustique en fonction de leur biotope larvaire.

Parallélement à ces deux volets de recherche fondamentale à but appliqué, une autre étude est menée pour comprendre la biologie particulière de l'espèce de moustique Coquillettidia richiardii en vue de la mise au point d'une stratégie de gestion durable de ces populations invasives et vulnérantes.

Ces études sont conduites en collaboration avec Jean-Claude MEYRAN, Maître de conférences (Laboratoire d'Ecologie alpine - UJF) via 6 DEA, 3 thèses et de nombreux stages de maîtrise.

Relation larves de moustique - végétation

Des analyses phytochimiques contrôlées par des bioessais standards sur larves de moustique ont montré que la toxicité de la litière décomposée est associée à une fraction "paroi cellulaire" insoluble, contenant des complexes polyphénoliques de type lignine. Ces formes "insolubles", qui possèdent une activité larvicide environ 100 fois supérieure à celle du matériel brut, résultent d'une association entre des monomères de lignines (représentés essentiellement par l'aldéhyde para-hydroxybenzoïque) et des polypeptides dont 4 majeurs ont été mis en évidence par chromatographie sur silice inverse. De plus, notre connaissance de la formation de ce complexe toxique au cours de la décomposition de la litière nous a amené à optimiser nos méthodes d'extraction de ce complexe à partir de litière brute non encore toxique. Ce progrès technologique donne actuellement lieu à un dépôt de brevet auprès de l'Université de Grenoble.
Ces deux familles de constituants (lignine + protéines) interviennent de manière complémentaire dans la toxicité, comme l'indiquent des tests toxicologiques réalisés en présence d'inhibiteurs de protéines ou de laccase, une enzyme lignolytique qui dissocie le complexe lignine-polypeptides. Ces résultats nous ont amené à bâtir un modèle rendant compte de la structure bipartite du principe toxique isolé. Ce modèle s'appuie sur l'existence de récepteurs au niveau de l'épithélium intestinal des larves, qui reconnaîtraient spécifiquement la partie protéique du complexe, conduisant à une dégénérescence épithéliale, selon le principe d'action du bactério-insecticide Bacillus sphaericus.

L'intérêt larvicide de ces complexes lignine-polypeptide en milieu aquatique sensible résider dans leur insolubilité dans l'eau et leur attractivité pour les larves, incapables de discerner à priori leur caractère toxique. De plus, des analyses expérimentales de la capacité d'ingestion des larves des principaux genres de moustiques (Aedes, Anopheles, Culex) ont montré la nécessité de quantités infimes de litière toxique pour induire la mortalité larvaire (moins de 10 mg/larve pour induire la DL 50). C'est pourquoi ces composés peuvent représenter une alternance intéressante dans la gestion durable de populations larvaires de moustiques anthropophiles vecteurs de maladies, rendues résistantes aux insecticides conventionnels à force de traitements intensifs. L'efficacité réelle de ce " larvicide d'origine naturelle " a été examinée expérimentalement, comparativement à celle des insecticides conventionnels dans différentes conditions de laboratoire pouvant anticiper sur la réalité de terrain.

La résistance de certaines larves de moustique aux complexes toxiques de la litière décomposée est du type "résistance biochimique", aucune résistance comportementale n'a été observée lors de l'étude expérimentale de l'ingestion de litière par les larves. Des bioessais comparatifs sur les principales espèces régionales de moustiques et 2 espèces exotiques à fort impact vulnérant pour l'homme (Aedes albopictus, A. aegypti) ainsi que sur un Simuliidé africain vecteur de l'onchocercose ont confirmé la sensibilité différentielle des larves aux complexes toxiques de la litière arborescente en décomposition. Cette sensibilité est en rapport avec le potentiel enzymatique détoxifiant de chaque espèce (activités estérasiques et cytochrome P450).Ce potentiel enzymatique détoxifiant a été étudié:

• au niveau de son adaptabilité fonctionnelle : l'analyse de la plasticité de la résistance larvaire en conditions semi-contôlées au cours du cycle larvaire a montré une augmentation progressive de cette résistance avec l'âge larvaire, en fonction des conditions de nutrition. En conditions contrôlées, l'évolution de cette résistance est corrélée avec les activités enzymatiques détoxifiantes estérasiques et cytochrome P450, soit au niveau de la même génération larvaire en réponse à une exposition à la litière toxique (induction), soit au niveau de générations successives soumises à des doses subléthales de toxique (sélection). Ce deux processus interviendraient complémentairement: l'induction agirait sur les activités P450 (court terme), la sélection augmenterait les activités estérasiques (long terme).

• au niveau génétique : une étude d'écotoxicologie moléculaire sur un autre arthropode détritivore des gîtes à moustiques subalpins (Daphnia pulex, Crustacé, Cladocère) a permis de cloner les premiers gènes cytochrome P450 (CYP) connus chez cette espèces, de les caractériser par rapport aux autres CYPs d'arthropodes connus et de montrer leur expression différentielle en fonction de l'écotype ou de l'exposition artificielle à des complexes polyphénoliques végétaux. Ces CYPs constituent donc de remarquables biomarqueurs écologiques pour repérer un arthropode détritivore par rapport à la richesse polyphénolique de sa niche écologique. Une étude analogue est en cours sur les larves de moustiques.

• au niveau populationnel : l'analyse allozymique de 25 populations d'Aedes rusticus (espèce fortement colonisatrice des gîtes forestiers du fait de sa forte résistance à la litière arborescente) a montré l'absence de corrélation entre structuration génétique populationnelle et résistance larvaire ou distance géographique entre populations, mais un corrélation entre résistance larvaire et distance géographique entre populations. D'autre part, l'analyse des différents groupes de sensibilité montre bien leur rapport avec la végétation environnementale et les traitements insecticides annuels subis par ces populations. L'ensemble des ces résultats montre la complexité des facteurs intervenant dans la structuration génétique populationelle d'une espèce à fort pouvoir colonisateur (histoire, variabilité géographique, écologique, ....) et la nécessité de la connaissance de tous ces facteurs pour comprendre la dynamique populationnelle d'une espèce invasive afin de mieux gérer cette dynamique.

Les moustiques du genre Coquillettidia sont sources de nuisances importantes pour l'homme et vecteurs potentiels, notamment du virus du Nil l'encéphalite équine qui touche également l'homme. La lutte contre ce moustique au fort pouvoir invasif est rendue très difficile compte tenu de sa biologie originale. En effet, les larves et les nymphes, vivant fixées aux parties immergées des plantes aquatiques grâce à un siphon modifié leur permettant de respirer, n'ont plus besoin de remonter à la surface. Leur localisation dans un gîte étant ainsi aléatoire, la lutte anti-larvaire est difficile, d'autant plus que les produits couramment utilisés en démoustication n'arrivent pas à atteindre ces cibles.

La connaissance des relations entre larve et plante aquatique est le point de départ obligé de la mise au point d'une nouvelle stratégie de lutte contre ce moustique, laquelle s'intègre dans une politique de gestion durable des populations de moustiques anthropophiles vecteurs, nécessaire sur le plan de la préservation de l'environnement et de la santé publique.
Actuellement une étude expérimentale est menée sur les modalités de fixation des larves de Coquillettidia sur la végétation aquatique et les relations biologiques larve-plante.