Les cafards mâles attirent les femelles en leur offrant une version cafard du chocolat – des sucres et des graisses. Cependant, les femelles, qui ont une aversion pour le glucose, s’enfuient parfois lorsque leur salive transforme la friandise en une pilule amère. Crédit : Ayako Wada-Katsumata
De nouvelles recherches menées par North Carolina State University (NC State) shows the behavioral mechanism behind a sweet cockroach mating ritual that takes a bitter turn, resulting in rejected males.
Male German cockroaches (Blattella germanica) offer females a pre-mating “gift” of body secretions that combine sugars and fats – think of the roach version of chocolate – in order to attract and hold female attention long enough to start copulation.
“This is common mating behavior in insects and some other animals: males present females a tasty or valuable gift – it’s like Valentine’s Day, but every day,” said Coby Schal, Blanton J. Whitmire Distinguished Professor of Entomology at NC State and co-corresponding author of the paper.
The study shows, however, that females averse to the simple sugar glucose get an unpleasant surprise when they mix their saliva with the male secretions – saliva degrades the sweet treat of complex sugars to glucose, which becomes a bitter pill that ends the courtship ritual, with the female scurrying away without mating.
“We’re seeing glucose-averse female German cockroaches turning down this nuptial gift – and the chance to mate – and wanted to understand more about the mechanism behind it,” said Ayako Wada-Katsumata, principal research scholar at NC State and co-corresponding author of the paper.
Lorsqu’ils réussissent, les blattes mâles attirent les femelles avec un cadeau de sécrétions chimiques. Lorsque les femelles se nourrissent de ce cadeau, le processus d’accouplement commence. Cependant, les femelles qui ont une aversion pour le glucose fuiront la scène lorsque leur salive rendra la friandise désagréable. Crédit : Ayako Wada-Katsumata
En général, les cafards aiment le sucre. Mais certains ont développé une aversion pour le glucose ; en 2013, Wada-Katsumata a publié un article montrant le mécanisme neuronal à l’origine de cette aversion chez les cafards allemands, un comportement qui s’est peut-être accentué en raison de la présence du sucre simple dans les appâts pour cafards placés à l’intérieur des habitations. Dans une étude réalisée en 2021, Wada-Katsumata et Schal ont montré que la salive des cafards convertit les sucres complexes en glucose.
“Les sécrétions des cafards mâles contiennent différents types de sucres – dans ce cas, le maltose et le maltotriose, qui sont généralement préférés par les femelles – ainsi que certaines graisses”, a déclaré Wada-Katsumata. Le maltose est relativement facile à convertir en glucose, tandis que le maltotriose est plus complexe et prend un peu plus de temps à se décomposer en glucose, a-t-elle ajouté.
“La salive des cafards contient une classe de produits chimiques qui décompose les sucres”, a déclaré Schal. “Lorsque les femelles se nourrissent de leur cadeau, le maltose est rapidement converti en glucose, et les femelles averses au glucose sentent un goût amer et arrêtent de se nourrir, ce qui met également fin à l’opportunité d’accouplement.”
Le processus d’accouplement des blattes est intéressant mais probablement peu familier aux bipèdes. Les mâles s’approchent des femelles, lèvent leurs ailes et libèrent des substances chimiques via la glande tergale située sur leur dos. La femelle, attirée par la sécrétion, grimpe sur le dos du mâle et se nourrit de la sécrétion. Pendant qu’elle se nourrit, le mâle télescope son abdomen sous la femelle, la saisit avec un pénis allongé et crochu et se met en position pour l’accouplement. Ce processus de séduction ne prend que quelques secondes ; c’est là que la conversion chimique rapide des sucres complexes en sucres simples dans la salive pourrait tuer l’ambiance pour les femelles averses au glucose. En cas de succès, les cafards s’engagent dans une session d’accouplement dos à dos, qui peut durer jusqu’à 90 minutes, le mâle utilisant un deuxième pénis pour transférer un paquet de sperme à la femelle.
Dans l’étude, les chercheurs ont réalisé diverses expériences pour déterminer comment l’aversion au glucose affecte la parade nuptiale des cafards. Ils ont constaté que les femelles ayant une aversion pour le glucose interrompaient plus fréquemment leur alimentation en raison de leur aversion, en particulier lorsqu’elles se nourrissaient d’un mâle de type sauvage – qui n’avait pas d’aversion pour le glucose. Les mâles ayant une aversion pour le glucose avaient souvent des niveaux plus élevés de maltotriose dans leurs sécrétions, qui se convertissaient moins facilement en glucose et donnaient donc à ces mâles un délai supplémentaire pour commencer à s’accoupler.
Les chercheurs ont également modifié la qualité des sécrétions des mâles, en substituant du fructose aux sécrétions de glucose et de maltose. Les femelles qui ont une aversion pour le glucose ont apprécié le fructose et s’en sont nourries plus longtemps, ce qui a permis de mieux réussir les séances d’accouplement.
“Cette étude est un moyen direct de montrer que la qualité de la sécrétion affecte le comportement des femelles et le succès de l’accouplement”, a déclaré Schal. “Il existe un compromis entre la sélection sexuelle et la sélection naturelle. Prenons l’exemple des cerfs. Les cerfs mâles ont des cornes, non pas par sélection naturelle – les cornes mettent en fait les mâles en danger face aux prédateurs et aux chasseurs – mais par sélection sexuelle pour attirer les femelles et servir d’armes utiles dans la compétition avec les autres mâles. De même, la glande tergale de la blatte a évolué pour attirer les femelles dans le cadre de la sélection sexuelle.”
“Les femelles de type sauvage acceptent les sécrétions sucrées. Les femelles averses au glucose n’acceptent pas les sécrétions de type sauvage car elles se transforment facilement en glucose. Les mâles peuvent modifier la composition des sécrétions – peut-être en produisant plus de maltotriose qui prend plus de temps à se convertir en glucose – ou essayer de s’accoupler plus rapidement. En résumé, le trait d’aversion au glucosea évolué sous l’effet de la sélection naturelle, mais sous l’effet de la sélection sexuelle, il amène le mâle à modifier sa sécrétion et son comportement sexuels”, a déclaré Wada-Katsumata.
L’étude de 2013 informait les fabricants d’appâts de ne pas utiliser de glucose dans les appâts. Les études de 2021 étendent cette recommandation à tous les sucres qui contiennent du glucose. Les appâts fabriqués avec du glucose, du saccharose, du maltose et d’autres sucres seront ignorés par les cafards averses au glucose. Plus les blattes ayant une aversion pour le glucose survivront, plus ce trait sera transmis en grand nombre.
“Nous sommes constamment dans une bataille évolutive avec les cafards”, a déclaré Schal. “L’évolution peut être énormément accélérée dans l’environnement urbain, humain, car la force de sélection imposée aux insectes, notamment à l’intérieur des maisons, est très intense.”
Référence : “L’évolution rapide d’un polymorphisme adaptatif du goût perturbe le comportement de parade nuptiale” 12 mai 2022, Biologie des communications.
DOI: 10.1038/s42003-022-03415-8
L’étude est publiée dans Nature Communications Biology. Le chercheur postdoctoral Eduardo Hatano, l’étudiante en doctorat Samantha McPherson et Jules Silverman, professeur émérite distingué d’entomologie Charles G. Wright, sont les coauteurs de l’article. La recherche a été soutenue par la National Science Foundation sous la subvention IOS-1557864, le programme Healthy Homes du ministère américain du logement et du développement urbain (NCHHU0053-19), et la Blanton J. Whitmire Endowment de NC State.
