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Investigations on resting site preferences by the tsetse fly Glossina pallidipes (Diptera, Glossinidae) as a means of improving the efficacy of visual baits for tsetse population control
Auteur(s)
Emmanuel Kamba Mebourou
Editeur(s)
Maison d'édition
Neuchâtel : Université de Neuchâtel
Date de parution
2016
Nombre de page
162 p.
Mots-clés
- la mouche tsétsé
- Glossina Pallidipes
- comportement chez les insectes
- géotaxie négative
- site de repos
- résolution visuelle
- réponse optomotrice
- électrorétinographie
- chambre de vol
- appâts visuels
- atterrissages des mouches
- deltaméthrine
- control des populations des tsétsés
- tsetse
- insect behaviour
- negative geotaxis
- tsetse visual resolution
- optomotor response
- electroretinography
- wind tunnel
- visual baits
- fly landing responses
- deltamethrin
- tsetse control
la mouche tsétsé
Glossina Pallidipes
comportement chez les...
géotaxie négative
site de repos
résolution visuelle
réponse optomotrice
électrorétinographie
chambre de vol
appâts visuels
atterrissages des mou...
deltaméthrine
control des populatio...
tsetse
insect behaviour
negative geotaxis
tsetse visual resolut...
optomotor response
electroretinography
wind tunnel
visual baits
fly landing responses...
deltamethrin
tsetse control
Résumé
Résumé
Les mouches tsétsés sont des insectes hématophages qu’on trouve en Afrique subsaharienne et dont les espèces sont classifiées en trois principaux groupes écologiques (riverain, savane et forêt). Les mouches tsétsés riveraines et de savane sont les vecteurs potentiels des trypanosomes, parasites qui causent la trypanosomiase (maladie du sommeil), à l’Homme et au bétail à travers leurs piqûres au cours leur repas sanguin. La trypanosomiase est une maladie tropicale négligée qui affecte la santé humaine et cause d’importantes pertes économiques. La réduction de la population des mouches tsétsés par l’utilisation des écrans visuels imprégnés d’insecticide (tissus bleus, noirs ou bleu‐noir) reste l’un des moyens efficaces pour lutter contre la maladie. La réduction des écrans visuels standards (1 m x 1 m) aux écrans de petites tailles (25 cm x 25 cm) sont des moyens effaces et bon marché pour contrôler la population des mouches tsétsés riveraines. Une telle réduction de taille des écrans visuels est inefficace contre les tsétsés de savane. L’objectif principal de cette thèse était de développer des appâts visuels efficaces, bon marché et standardisés qui permettent de contrôler les populations des mouches tsétsés.
Le control et l’éradication des mouches tsétsés requièrent une solide connaissance de leur comportement et de leur écologie. J’ai d’abord exploré au laboratoire le comportement au repos de Glossina pallidipes qui est une mouche tsétsé de savane (groupe Morsitans). J’ai montré que (1) le fait de trouver une perche au‐dessus du sol est un comportement fondamental de survie chez G. pallidipes qui est capable de voler vers des sites de repos dans l'obscurité estimée à 10 fois plus bas que l'illumination pendant une nuit à ciel couvert et (2) le choix des sites de repos diurnes par les mouches est lié à leur résolution visuelle déterminée par leurs réponses optomotrices et par électrorétinographie. Ensuite, j'ai travaillé suivant l'hypothèse que les sites de repos horizontaux des mouches tsétsés (branches horizontales dans la nature) pourraient être des substrats d'atterrissage efficaces de ces mouches lorsqu'ils sont associés à des écrans visuels. Le comportement en vol et l'atterrissage de G. pallidipes sur des écrans visuels bidimensionnels et tridimensionnels dans une arène circulaire de vol libre et dans une chambre de vol confirment que G. pallidipes s’approche d'un objet visuel par le dessous et explore l'objet en volant autour de la partie inférieure de celui‐ci. Une barre en bois de 1.5 cm de diamètre recouverte d'un tissu mat noir et placé horizontalement à la base d'un écran carré bleu (25 cm x 25 cm) augmente les atterrissages de G. pallidipes de facteur 2 sur l’écran comparé à l’écran tout bleu dans la chambre de vol. L’écran bleu incorporant une barre noire à la base est prometteur d’un dispositif rentable à utiliser comme appâts visuels imprégnés d'insecticide pour contrôler la population des mouches tsétsés. Enfin, la question de la persistance de deltaméthrine, un insecticide de la classe des pyréthroïdes actuellement utilisé pour le contrôle des tsétsés, a été traitée. L'effet de l’exposition dans les conditions naturelles (Lambwe Valley, Kenya) sur la capacité de quatre différents textiles contenant des proportions croissantes (0, 35, 65 et 100%) de polyester et imprégnés de deltaméthrine a été évalué. Ces textiles ont été saturés d'une solution aqueuse de deltaméthrine à 1000 mg/m2 et ont été exposés au champ durant 18 mois. La toxicité sur G. pallidipes de ces textiles imprégnés de deltaméthrine et exposés au champ a été évaluée sur 24 heures après 45 secondes de contact de ces textiles avec les mouches. Seuls les textiles constitués de polyester à 65% et 100% étaient capables de tuer respectivement 47 et 67% de G. pallidipes après 9 mois d'exposition dans les conditions naturelles. Le textile à 100% polyester était encore capable de paralyser toutes les mouches après 18 mois d’exposition au champ. La dose létale de deltaméthrine pour tuer 50% (DL50) de G. pallidipes était estimée à 30 mg/m2 sur du papier buvard tandis que Le textile à 100% polyester conservait 17 mg/m2 après 9 mois d’exposition au champ et causait une mortalité de 67% chez les mouches soulignant l'influence du type de matériel sur la disponibilité de l’insecticide aux mouches tsétsés. Sur la base de l'ensemble des résultats de cette thèse, une perspective de recherche a été proposée pour la République centrafricaine qui abrite quatre foyers de trypanosomiase où la lutte contre les mouches tsétsés a longtemps été négligée.
Les mouches tsétsés sont des insectes hématophages qu’on trouve en Afrique subsaharienne et dont les espèces sont classifiées en trois principaux groupes écologiques (riverain, savane et forêt). Les mouches tsétsés riveraines et de savane sont les vecteurs potentiels des trypanosomes, parasites qui causent la trypanosomiase (maladie du sommeil), à l’Homme et au bétail à travers leurs piqûres au cours leur repas sanguin. La trypanosomiase est une maladie tropicale négligée qui affecte la santé humaine et cause d’importantes pertes économiques. La réduction de la population des mouches tsétsés par l’utilisation des écrans visuels imprégnés d’insecticide (tissus bleus, noirs ou bleu‐noir) reste l’un des moyens efficaces pour lutter contre la maladie. La réduction des écrans visuels standards (1 m x 1 m) aux écrans de petites tailles (25 cm x 25 cm) sont des moyens effaces et bon marché pour contrôler la population des mouches tsétsés riveraines. Une telle réduction de taille des écrans visuels est inefficace contre les tsétsés de savane. L’objectif principal de cette thèse était de développer des appâts visuels efficaces, bon marché et standardisés qui permettent de contrôler les populations des mouches tsétsés.
Le control et l’éradication des mouches tsétsés requièrent une solide connaissance de leur comportement et de leur écologie. J’ai d’abord exploré au laboratoire le comportement au repos de Glossina pallidipes qui est une mouche tsétsé de savane (groupe Morsitans). J’ai montré que (1) le fait de trouver une perche au‐dessus du sol est un comportement fondamental de survie chez G. pallidipes qui est capable de voler vers des sites de repos dans l'obscurité estimée à 10 fois plus bas que l'illumination pendant une nuit à ciel couvert et (2) le choix des sites de repos diurnes par les mouches est lié à leur résolution visuelle déterminée par leurs réponses optomotrices et par électrorétinographie. Ensuite, j'ai travaillé suivant l'hypothèse que les sites de repos horizontaux des mouches tsétsés (branches horizontales dans la nature) pourraient être des substrats d'atterrissage efficaces de ces mouches lorsqu'ils sont associés à des écrans visuels. Le comportement en vol et l'atterrissage de G. pallidipes sur des écrans visuels bidimensionnels et tridimensionnels dans une arène circulaire de vol libre et dans une chambre de vol confirment que G. pallidipes s’approche d'un objet visuel par le dessous et explore l'objet en volant autour de la partie inférieure de celui‐ci. Une barre en bois de 1.5 cm de diamètre recouverte d'un tissu mat noir et placé horizontalement à la base d'un écran carré bleu (25 cm x 25 cm) augmente les atterrissages de G. pallidipes de facteur 2 sur l’écran comparé à l’écran tout bleu dans la chambre de vol. L’écran bleu incorporant une barre noire à la base est prometteur d’un dispositif rentable à utiliser comme appâts visuels imprégnés d'insecticide pour contrôler la population des mouches tsétsés. Enfin, la question de la persistance de deltaméthrine, un insecticide de la classe des pyréthroïdes actuellement utilisé pour le contrôle des tsétsés, a été traitée. L'effet de l’exposition dans les conditions naturelles (Lambwe Valley, Kenya) sur la capacité de quatre différents textiles contenant des proportions croissantes (0, 35, 65 et 100%) de polyester et imprégnés de deltaméthrine a été évalué. Ces textiles ont été saturés d'une solution aqueuse de deltaméthrine à 1000 mg/m2 et ont été exposés au champ durant 18 mois. La toxicité sur G. pallidipes de ces textiles imprégnés de deltaméthrine et exposés au champ a été évaluée sur 24 heures après 45 secondes de contact de ces textiles avec les mouches. Seuls les textiles constitués de polyester à 65% et 100% étaient capables de tuer respectivement 47 et 67% de G. pallidipes après 9 mois d'exposition dans les conditions naturelles. Le textile à 100% polyester était encore capable de paralyser toutes les mouches après 18 mois d’exposition au champ. La dose létale de deltaméthrine pour tuer 50% (DL50) de G. pallidipes était estimée à 30 mg/m2 sur du papier buvard tandis que Le textile à 100% polyester conservait 17 mg/m2 après 9 mois d’exposition au champ et causait une mortalité de 67% chez les mouches soulignant l'influence du type de matériel sur la disponibilité de l’insecticide aux mouches tsétsés. Sur la base de l'ensemble des résultats de cette thèse, une perspective de recherche a été proposée pour la République centrafricaine qui abrite quatre foyers de trypanosomiase où la lutte contre les mouches tsétsés a longtemps été négligée.
Summary
Tsetse flies are bloodsucking insects found in Sub Saharan Africa and can be classified in three main ecological groups (riverine, savannah, forest). Riverine and savannah tsetse are major vectors of trypanosomes, parasites that cause trypanosomiasis (sleeping sickness) to humans and animals through biting while taking a blood meal. Sleeping sickness is a neglected tropical disease that affects human health and causes substantial economic losses. Reducing tsetse population density using insecticide‐impregnated visual targets (blue, black or blueblack textiles) remains one of the most efficient methods to achieve disease control. Reducing the size of visual targets from the standard size (1 m x m) to 25 cm x 25 cm smaller targets has been found as a cost‐efficient tool to control Palpalis (riverine) tsetse. Such a reduction in size in visual targets does not work for Morsitans (savannah) tsetse. The main goal of this thesis was to develop cost‐efficient and standardized visual baits permitting to control populations of tsetse.
The control and eradication of tsetse requires a solid knowledge of their behaviour and ecology. Firstly, I investigated the resting behaviour of Glossina pallidipes, a Morsitans tsetse species, through laboratory studies. I show that (1) finding perches off the ground, namely negative geotaxis, is a fundamental survival behaviour in G. pallidipes that is able to fly to resting sites in near darkness estimated at 10 times lower than the illumination during an overcast night, and (2) the choice of diurnal resting sites by the flies is related to their visual resolution as assessed by optomotor reactions and by electroretinography. Secondly, I worked under the hypothesis that horizontal resting sites for tsetse (horizontal branches in the field) could provide efficient landing substrates for the flies when associated to visual targets. Assessing behaviours in flight and landing responses by G. pallidipes on two‐ and threedimensional visual targets in a circular free‐flight arena and in a wind tunnel confirmed that G. pallidipes approaches a visual object from the below and investigates the object by flying around the bottom part of it. A 1.5 cm diameter wooden bar covered by black matt textile and placed horizontally at the base of a 25 cm x 25 cm blue square target increased landings by G. pallidipes on the target by a factor 2 compared to the all blue target in the wind tunnel. A blue target incorporating a black bar at the base shows promise as a cost‐effective device to use as visual bait impregnated with insecticide for controlling tsetse. Finally, the question of the persistence of deltamethrin, a pyrethroid insecticide, currently used on targets for tsetse control was treated. The effect of weathering (in the Lambwe Valley, Kenya) on the capacity of four different deltamethrin‐impregnated textiles, with increasing proportions (0, 35, 65 and 100%) of polyester was assessed. Such textiles, saturated with an aqueous solution of deltamethrin at 1000 mg/m2, were weathered for 18 months. The toxicity to G. pallidipes of deltamethrin‐impregnated and weathered textiles was evaluated over 24 h after 45 seconds of contact with the flies. Only textiles made of 65 and 100% polyester were able to kill 47 and 67% of G. pallidipes, respectively, after 9 months of weathering. The 100% polyester textile was still able to knock down all flies exposed to it after 18 months of weathering. The estimated lethal dose of deltamethrin for killing 50% (LD50) G. pallidipes was 30 mg/m2 on blotting paper whereas the 100% polyester textile retained 17 mg/m2 after 9 months of weathering and caused 67% mortality in flies, underlining the influence of the type of material on the availability of the insecticide to tsetse. On the basis of results presented in this thesis, a research perspective is proposed for the Central African Republic that harbours four foci of Human African Trypanosomiasis and where tsetse control has long been neglected.
Tsetse flies are bloodsucking insects found in Sub Saharan Africa and can be classified in three main ecological groups (riverine, savannah, forest). Riverine and savannah tsetse are major vectors of trypanosomes, parasites that cause trypanosomiasis (sleeping sickness) to humans and animals through biting while taking a blood meal. Sleeping sickness is a neglected tropical disease that affects human health and causes substantial economic losses. Reducing tsetse population density using insecticide‐impregnated visual targets (blue, black or blueblack textiles) remains one of the most efficient methods to achieve disease control. Reducing the size of visual targets from the standard size (1 m x m) to 25 cm x 25 cm smaller targets has been found as a cost‐efficient tool to control Palpalis (riverine) tsetse. Such a reduction in size in visual targets does not work for Morsitans (savannah) tsetse. The main goal of this thesis was to develop cost‐efficient and standardized visual baits permitting to control populations of tsetse.
The control and eradication of tsetse requires a solid knowledge of their behaviour and ecology. Firstly, I investigated the resting behaviour of Glossina pallidipes, a Morsitans tsetse species, through laboratory studies. I show that (1) finding perches off the ground, namely negative geotaxis, is a fundamental survival behaviour in G. pallidipes that is able to fly to resting sites in near darkness estimated at 10 times lower than the illumination during an overcast night, and (2) the choice of diurnal resting sites by the flies is related to their visual resolution as assessed by optomotor reactions and by electroretinography. Secondly, I worked under the hypothesis that horizontal resting sites for tsetse (horizontal branches in the field) could provide efficient landing substrates for the flies when associated to visual targets. Assessing behaviours in flight and landing responses by G. pallidipes on two‐ and threedimensional visual targets in a circular free‐flight arena and in a wind tunnel confirmed that G. pallidipes approaches a visual object from the below and investigates the object by flying around the bottom part of it. A 1.5 cm diameter wooden bar covered by black matt textile and placed horizontally at the base of a 25 cm x 25 cm blue square target increased landings by G. pallidipes on the target by a factor 2 compared to the all blue target in the wind tunnel. A blue target incorporating a black bar at the base shows promise as a cost‐effective device to use as visual bait impregnated with insecticide for controlling tsetse. Finally, the question of the persistence of deltamethrin, a pyrethroid insecticide, currently used on targets for tsetse control was treated. The effect of weathering (in the Lambwe Valley, Kenya) on the capacity of four different deltamethrin‐impregnated textiles, with increasing proportions (0, 35, 65 and 100%) of polyester was assessed. Such textiles, saturated with an aqueous solution of deltamethrin at 1000 mg/m2, were weathered for 18 months. The toxicity to G. pallidipes of deltamethrin‐impregnated and weathered textiles was evaluated over 24 h after 45 seconds of contact with the flies. Only textiles made of 65 and 100% polyester were able to kill 47 and 67% of G. pallidipes, respectively, after 9 months of weathering. The 100% polyester textile was still able to knock down all flies exposed to it after 18 months of weathering. The estimated lethal dose of deltamethrin for killing 50% (LD50) G. pallidipes was 30 mg/m2 on blotting paper whereas the 100% polyester textile retained 17 mg/m2 after 9 months of weathering and caused 67% mortality in flies, underlining the influence of the type of material on the availability of the insecticide to tsetse. On the basis of results presented in this thesis, a research perspective is proposed for the Central African Republic that harbours four foci of Human African Trypanosomiasis and where tsetse control has long been neglected.
Notes
Doctorat, Institut de biologie, Université de Neuchâtel
Identifiants
Type de publication
doctoral thesis
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