Les moustiques du genre Aedes transmettent la dengue, le Zika et le chikungunya, menaçant la moitié de l'humanité. Petits animaux à sang froid, ils réagissent vivement à la température de leur environnement. À côté de ce travail, on trouve dans l'archive des études sur les signaux climatiques, la dengue urbaine et les rythmes thermiques de la vallée du Pô, mais toutes décrivent une réaction à la météo, pas une évolution. Jusqu'ici, les scientifiques se demandaient si les moustiques pouvaient s'adapter génétiquement au réchauffement en quelques décennies ou s'ils ne faisaient que s'acclimater à la chaleur. L'évolution expérimentale sur 20 générations a apporté pour la première fois une réponse à cette question.
Les chercheurs ont créé dix lignées de moustiques Aedes albopictus : cinq vivaient sous un régime tropical (32°C le jour, 26°C la nuit), cinq sous un régime standard (28°C le jour, 26°C la nuit). Après 13 générations, une partie des lignées « tropicales » a été replacée au frais afin de distinguer les changements héréditaires d'une acclimatation temporaire. Tous les cinq générations, ils mesuraient la survie, la vitesse de développement, la fécondité, la taille des ailes, les réserves énergétiques, les réactions comportementales à la chaleur et le point de congélation des œufs. Ils ont en outre séquencé l'ARN du corps gras de femelles nouveau-nées aux générations 1 et 15, ainsi qu'après la levée de la sélection.
À la première génération sous la chaleur, les moustiques vivaient moins longtemps, mais se développaient plus vite et produisaient plus de descendants. Vers la 10e à la 15e génération, la tendance s'est inversée : la durée de vie des femelles a atteint le niveau des témoins, tandis que la fécondité a chuté puis s'est stabilisée. C'est un compromis fixé entre reproduction et survie. Les mâles se sont adaptés plus lentement que les femelles, signe d'une plus grande vulnérabilité à la chaleur. Le transcriptome du corps gras est passé d'une réponse de stress à une biosynthèse accrue et à une accumulation de lipides. Lors de la levée de la sélection, la moitié des gènes sont revenus à leur niveau d'expression initial, mais 250 gènes ont conservé un état modifié, ce qui indique une adaptation héréditaire. Le modèle a montré que la contribution principale au succès reproductif final vient de la survie de l'œuf à l'adulte, et non de la fécondité ou de la longévité.
Ce travail se distingue des études climatiques voisines en ce qu'il suit pour la première fois l'évolution d'un moustique en conditions contrôlées sur 20 générations. Il ne s'agit pas d'une corrélation le long de gradients latitudinaux, mais d'une expérience directe avec répétitions et levée de la sélection. Le résultat change notre vision de la vitesse d'adaptation des espèces invasives : les moustiques peuvent évoluer en quelques années, et non en quelques décennies. Pour la modélisation du risque d'arboviroses, cela signifie qu'il faut prendre en compte non seulement la plasticité, mais aussi des décalages évolutifs rapides.
Le sujet pourrait évoluer vers la recherche des gènes précis responsables de l'adaptation thermique. Les 250 gènes « maintenus » identifiés et l'ensemble de caractères thermosensibles offrent des cibles pour des tests génétiques. On peut envisager l'étude des mécanismes épigénétiques et du rôle du microbiome dans l'adaptation. La comparaison avec d'autres espèces de moustiques, comme Aedes aegypti, montrera à quel point le compromis découvert est universel.
Les résultats influenceront la modélisation épidémiologique de la propagation de la dengue et du Zika sous l'effet du réchauffement climatique. Ils sont aussi importants pour les programmes de contrôle des moustiques, en particulier ceux qui utilisent des mâles stériles ou la bactérie Wolbachia.
L'étape suivante est le séquençage du génome entier des lignées à différentes générations pour repérer les allèles sous sélection. On pourra ensuite vérifier si les marques épigénétiques accélèrent l'adaptation et comparer avec des populations sauvages des tropiques.
Ce travail est directement lié à un problème non résolu de l'écologie : à quelle vitesse les animaux à sang froid peuvent-ils rattraper par l'évolution les changements climatiques ? Pour l'entomologie médicale, la question est de savoir si les moustiques deviendront des vecteurs plus dangereux dans un monde qui se réchauffe.
Les lignées tropicales de moustiques ne donnaient que six générations par an, contre huit chez les témoins, alors que dans les vraies régions tropicales on en prévoit jusqu'à treize. Cela montre que la chaleur du laboratoire n'imite pas parfaitement la nature.
Dans le roman Dune de Frank Herbert, les vers des sables d'Arrakis sont adaptés à une chaleur et une sécheresse extrêmes. Ce travail montre que même de simples moustiques peuvent évoluer rapidement sous un nouveau climat, mais pas en une seule génération.
Non publié sur arXiv. Voici sa page, le PDF et la formalisation : vous pouvez vérifier vous-même, pas seulement lire notre analyse.