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Picture of a mosquito in Cameroon

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Systematique et Evolution

Fig 1 planche adulte

Au sein de l’équipe ESV, l’Axe Systématique et Evolution aborde les questions taxonomiques, particulièrement délicates chez les Arthropodes. Dans la plupart des cas, les Arthropodes vecteurs appartiennent à des groupes ou complexes d’espèces proches, parfois identiques sur le plan morphologique, et qui incluent à la fois des espèces vectrices et non vectrices. En effet, l’aptitude d’une espèce à la transmission vectorielle est un caractère rare : c’est l’exception plutôt que la norme. L’identification précise des espèces ou populations vectrices est alors nécessaire pour bien comprendre l’épidémiologie de la maladie, être capable d’identifier et de quantifier un risque de transmission, et de mettre en place -puis d’évaluer- les méthodes et stratégies de lutte appropriées.

La définition de l’espèce, en tant qu’unité taxonomique biologique ou entité fonctionnelle est régulièrement sujette à controverse, les méthodes d’analyse et d’investigation évoluent et les classifications sont souvent remises en cause. Dans ce contexte, l’objectif de l’axe Systématique et Evolution est de proposer une référence claire et universelle, qui repose sur les standards de la systématique et de la taxonomie, et de proposer des outils d’investigation normalisés permettant une identification rapide et précise des Arthropodes impliqués dans la transmission d’agents infectieux à l’homme. Cette détermination constitue une base qui est mise à profit dans les constructions de systématique visant à ordonner le vivant.

La collection d’arthropodes

L’Axe Systématique et Évolution assure la gestion de la collection d'arthropodes d'intérêt médical (Arim) (https://arim.ird.fr/) qui regroupe aujourd’hui plus de 89 000 spécimens référencés, appartenant à près de 3 100 espèces différentes. Les 3/4 des spécimens sont des Diptera, parmi lesquels les Culicidae comptent pour près de 55% et les Phlebotominae pour près de 10%. Les Acariens représentent aussi près de 10% des

spécimens. Cette collection est continuellement enrichie, en fonction des projets de recherche et des opportunités de collecte sur le terrain. Elle est valorisée par la réalisation de clés informatisées de détermination des principaux groupes de vecteurs consultables sur le site de l’Unité, à l’instar de la clé de détermination des espèces de moustiques présentes dans la région Europe-Méditerranée-Moyen Orient (en cours de réalisation). La collection Arim sert également dans le développement d’autres outils d’identification tels que la morphométrie géométrique, l’utilisation des spectres de couleurs sur les ailes, ou le barcoding. Elle est régulièrement consultée par des experts des groupes taxonomiques bien représentés et sert en appui à la formation.

Les inventaires pour l’étude des communautés

L’identification d’espèces vectrices nécessite le plus souvent d’appréhender la diversité des arthropodes dans sa globalité et de raisonner au niveau des communautés. Cela implique la réalisation d’inventaires à des échelles plus ou moins grandes en fonction du contexte épidémiologique. Ainsi des inventaires sont réalisés sur divers groupes d’arthropodes (moustiques, phlébotomes…) dans différents contextes écologiques. A titre d’exemples, on peut citer les inventaires des moustiques des Iles du Sud-ouest de l’Océan Indien, des anophèles forestiers d’Afrique Centrale impliqués dans la transmission de Plasmodium zoonotiques, des diptères cavernicoles et des phlébotomes d’Afrique Centrale, des Hippobosques de Madagascar…
Ces derniers donnent parfois lieu à la découverte et à la description de nouvelles espèces. C’est ainsi, à titre d’exemples, qu’ont été décrits :
- Aedes (Stegomyia) pia, endémique à Mayotte et vecteur potentiel d’arbovirus humains ;
- Anopheles (Cellia) gabonensis, au Gabon et impliquée dans la transmission de Plasmodium de rongeurs ;
- Phlebotomus multihamatus, au Gabon, avec création du nouveau sous-genre Legeromyia.

Scutum des quatre espèces de moustique du sous-genre Stegomyia  présentes à Mayotte, France: A) Aedes (Stg.) albopictus;  B) Ae. (Stg.) pia; C) Ae. (Stg.) aegypti; D) Ae. (Stg.) bromeliae  (Photo V. Robert/IRD)legende2

La prise en compte des mécanismes de l’évolution

La systématique est une science en perpétuelle évolution, à l’image des organismes auxquels elle s’intéresse. Les Arthropodes, et parmi eux les espèces vectrices d’agents pathogènes pour l’homme, sont particulièrement concernés, en raison de leur temps de génération relativement court et de leur taille de populations généralement élevée qui en font des organismes avec un énorme potentiel d’adaptation et/ou de spécialisation. La plasticité, tant phénotypique que génotypique des vecteurs ajoute à la complexité du système, où la notion de « forme » ou de « population » peut parfois primer sur la notion d’espèce. Des études phylogénétiques et phylogéographiques menées à différentes échelles géographiques et temporelles permettent de mieux comprendre l’histoire évolutive de ces unités taxonomiques, et d’expliquer la distribution non aléatoire de certains traits phénotypiques contrastés. Des études de génétique des populations confrontant différents marqueurs moléculaires ou chromosomiques peuvent alors permettre de mieux comprendre le fonctionnement des populations vectorielles, et de mieux définir les entités épidémiologiquement importantes. La création de nouvelles niches écologiques, l’évolution du climat, la mondialisation des échanges qui favorise la diffusion et l’implantation d’espèces invasives bouleversent les équilibres locaux, fournissant de nombreuses opportunités de divergence au sein des espèces, mais aussi d’hybridation et de flux de gènes entre espèces proches. Cette redistribution de la variabilité génétique au sein des différents groupes de vecteurs a des conséquences sur la dynamique spatio-temporelle des populations naturelles, sur leur capacité à transmettre les pathogènes ou à résister à un moyen de contrôle. Les recherches menées au sein de l’axe Systématique et Evolution intègrent explicitement cette dimension évolutive, afin de mieux rendre compte de la diversité des vecteurs et de ses variations dans le temps et dans l’espace.