Etude des stratégies de reproduction du criquet pèlerin Schistocerca gregaria

(eng) Schistocerca gregaria (Forsk.) (Orthoptera, Acrididae) are major insect pests in Africa, particularly in the Sahelian and Sub-Sahelian regions. Usually solitary, these locusts breed when environmental and meteorological conditions are favorable, to become gregarious. Very greedy, they attack any type of crop and pasture resulting in enormous economic loss even cyclical famines in some parts of Africa. This phase polymorphism has been the subject of numerous studies to understand the basis of this phenotypic plasticity. This is primarily the result of increasing population density, which is itself linked to reproduction success. In this thesis, we analyzed the reproductive strategies of this species. Pre-copulation, copulation and post copulation behavior were studied. The results of the competitiveness of sterilized males by irradiation and normal males allowed us to understand how we can use Sterile Insects Technique (SIT) to control this species. We showed that sperm competition is closely linked with the guard behavior observed in S. gregaria. Although multiple matings of males (polygyny) determine the reproductive success and the ability to transmit its own genes to the next generation, things are less clear in females, as multiple matings (polyandry) represent a lost in time and energy. In behavioral ecology, costs and benefits could explain the evolution of behavior, especially when the benefits exceed the costs associated with this behavior. Thus, polyandry in insects can be easily explained in terms of fitness maximization. In this thesis, multiple mating is not associated with fitness benefits for females. We found no short or long-term effects. None of the life history traits investigated (i.e. female fecundity, fertility, lifespan and offspring survival) was affected by multiple matings. In this study, we have found that polyandry in S. gregaria has another interesting explanation than fitness maximization. Polyandry acts as a signal of phase shift through offspring. We showed that hatchlings of females mated once produced smaller and green offspring characteristic of the solitary form of the desert locust. In this study, we found that females mated more than two times with different males produce larger eggs, heavier and black hatchlings characteristic of gregarious phase known in S. gregaria. According to our knowledge, it is the first study that demonstrates polyandry as a determinant of phenotypic plasticity in gregarious desert locust.

(fre) Le criquet pèlerin Schistocerca gregaria (Orthoptera, Acrididae) est un insecte d’importance économique. Normalement solitaires, ces criquets des régions Saharienne et subsaharienne se reproduisent quand certaines conditions écologiques et météorologiques sont réunies, pour se transformer en phase grégaire. Très voraces, ils s’attaquent alors à tout type de cultures et pâturages entrainant des conséquences économiques énormes voire même des famines cycliques dans certaines régions d’Afrique. Ce polymorphisme phasaire a fait l’objet de plusieurs études pour comprendre les bases de cette plasticité phénotypique. Ce phénomène est avant tout le résultat de l’augmentation de la densité de la population, elle-même liée à leur reproduction spectaculaire. Dans cette thèse, nous avons analysé les stratégies de reproduction de cette espèce. Les comportements pré-copulatoires, copulatoires et post copulatoires ont été étudiés. Des résultats de la compétitivité des mâles stérilisés par irradiation et des mâles normaux nous ont permis de comprendre dans quelle mesure on peut envisager la lutte contre cette espèce par utilisation des insectes stériles (SIT). Cette étude a mis en évidence que la compétition spermatique est étroitement liée avec le comportement de garde post-copulatoire observé chez S. gregaria. Bien que l’accouplement multiple des mâles (polygynie) paraisse très évident et facilement compréhensif en termes de gain de la valeur adaptative du mâle, les choses restent moins claires dans la signification de l’accouplement multiple des femelles (polyandrie). En écologie comportementale, coûts et bénéfices permettent de comprendre l’évolution d’un comportement surtout lorsque les bénéfices dépassent les coûts associés à ce comportement. Ainsi, la polyandrie chez les insectes s’explique facilement en termes de gain de la valeur adaptative notamment l’augmentation de la fécondité, de la fertilité, la survie des descendants et la longévité. Dans cette thèse, aucun bénéfice direct lié à l’accouplement multiple des femelles, à court et à long terme, n’a été observé. Par contre, les œufs produits sont plus gros et la polyandrie intervient dans le polymorphisme phasaire du criquet pèlerin, où une femelle accouplée avec un seul mâle produit des descendants solitaires alors qu’une femelle accouplée avec plus d’un mâle produit des descendants caractéristiques de la phase grégaire. D’après notre connaissance, cette étude est la première à montrer que la polyandrie est associée à la plasticité phénotypique du criquet pèlerin.