Les Moustiques. Morphologie, Biologie et Rôle vecteur Prof. Ousmane Faye Laboratoire Ecologie Vectorielle et Parasitaire Faculté des Sciences et Techniques Université C.A.D., Dakar

Moustiques Position systématique Morphologie Biologie Rôle vecteur Compétence – Capacité vectorielle

Présentation Moustique????

Moustiques Embranchement Arthropodes Panarthropodes Onychophores S/Emb. des Trilobitomorphes S/Emb. des Chélicérates Classe des Mérostomes, Classe des Arachnides Classe des Pantopodes S/Emb. des Antennates Super Classe des Biramés Classe des Crustacés Entomostracés Malacostracés Super Classe des Uniramés Classe des Myriapodes Classe des Insectes Ordre des Diptères s/ordre des Nématocères Famille des Culicidae Panarthropodes Onychophores Tardigrades Euarthropodes Chélicériformes Pycnogonides Chélicérates Mérostomes Arachnides Mandibulates Myriapodes Pancrustacés Rémipèdes Céphalocarides Maxillipodes Branchiopodes Malacostracés Hexapodes

Systématique des diptères 1 paire d’ailes 1 paire balanciers ORDRE SOUS ORDRE Nématocères Antennes longues, filiformes (plus de 3 articles) Brachycères Antennes courtes et trapues (3 articles) Moustiques 7-20 mm Phlébotomes 3-4 mm Simulies 2-3 mm Culicoides 1 mm Glossines FAMILLE

Systématique des moustiques Famille des Culicidae (moustiques) Sous famille Toxorhynchitinae 1 genre Sous famille Culicinae 33 genres Sous famille Anophelinae 3 genres Toxorhynchites Aedes Culex Mansonia Aedeomyia ……. Anopheles Bironella Chagasia

Systématique des moustiques Famille des Culicidae Sous-famille Toxorhynchitinae Sous-famille Culicinae Sous-famille Anophelinae Toxorhynchites Culex Anopheles

Caractéristiques générales Le cycle biologique est caractérise par: Une double vie vie aquatique : (œuf, larves et nymphe vie aérienne : adulte ou imago (mâles et femelles) Le besoin de repas de sang pour la maturation des ovaires chez les femelles anautogènes

Cycle biologique des moustiques . nectar fusion Prise de sang Oviposition Une cible mobile …. l’anophèle femelle

Cycle biologique du moustique Adulte Oeuf Larve Pupe

Les oeufs

Identification des œufs Habituellement pondus à la surface de l’eau ou à sa proximité directe, isolés (Anopheles, Aedes) ou en radeau ou en grappe (Culex) flotteur latéral Anopheles vue de face vue latérale Les œufs flottent par tension superficielle ou par la présence de flotteurs (latéraux chez les Anopheles et apicaux chez les Culex) Aedes Œufs de Culex en radeau Culex

Les larves

Morphologie de la larve TETE soie THORAX ABDOMEN segment VIII siphon segment anal

Morphologie de la larve soie clypéale antéro-interne soie clypéale antéro-externe antenne soies frontales soies occipitales soie 0 soie 2 plaque spiraculaire soie palmée peigne du siphon Siphon respiratoire 8e segment touffes ventrales papilles anales brosse ventrale selle

Différences morphologiques Présence ou absence d’un siphon Présence ou absence de soies palmées sur les segments abdominaux Forme du siphon Longueur du siphon Nombre de touffes se soies sur le siphon Nombre de rangées d’écailles sur le peigne

Différences morphologiques Genre Anopheles Genre Aedes Genre Uranotaenia Genre Mansonia

Différences morphologiques Anophelinae Culicinae

Anopheles abdomen avec des soies palmées siphon absent

Aedes siphon présent une touffe de soie au-delà du pecten

Culex peigne avec plus d’une rangée d’écailles siphon présent 2 ou plus de touffes au delà du pecten

Mansonia antenne à 2 longues soies siphon pointu avec des dents selle avec soies

Morphologie de la nymphe Respiration par des trompettes respiratoires Vue dorsale Vue de profil La nymphe ne se nourrit pas

Les adultes

Morphologie de l’adulte proboscis = trompe antenne patte antérieure aile nervure cubitale nervure anale fémur tergite abdominal patte postérieure patte médiane TETE THORAX ABDOMEN

Morphologie générale d’un anophèle

Morphologie de l’adulte Vue dorsale de la tête et du thorax d’une femelle de moustique proboscis = trompe antenne palpe maxillaire clypeus vertex occiput scutum alule scutellum

Morphologie générale de l’adulte d’anophèle Vue de la tête d’une femelle d’anophèle

Morphologie générale de l’adulte d’anophèle Vue dorsale de l’abdomen d’une femelle d’anophèle

Morphologie générale de l’adulte d’anophèle Ornementation des tarsomères Pattes entièrement sombres Pattes avec les tarses annelés Extrémité des pattes claires

Morphologie générale de l’adulte d’anophèle Principales nervures de l’aile d’un anophèle

Morphologie générale de l’adulte d’anophèle Principales taches de l’aile d’un anophèle

Patte postérieure d’un anophèle

Morphologie de l’adulte Patte postérieure d’un moustique fémur tibia tarsomère 1 tarsomère 2 tarse tarsomère 3 tarsomère 4 tarsomère 5

Dimorphisme sexuel Mâles Femelles

Identification des femelles des différents genres Aspect des palpes maxillaires Palpes maxillaires aussi longs que la trompe Palpes maxillaires courts Culicinae et Toxorhynchitinae Anophelinae

Identification des femelles des différents genres Aspect du proboscis ou trompe Trompe rigide, effilée à l’extrémité et recourbée vers le bas Trompe flexible et droite Toxorhynchitinae Culicinae

Caractères distinctifs Anophelinae Culicinae flotteur Culex Aedes Œuf Larve Nymphe Adulte

Importance médicale et vétérinaire Les Moustiques Importance médicale et vétérinaire

Vecteur Arthropode qui assure la transmission biologique et active d’un virus (agent pathogène) Transmission biologique: évolution préalable du virus dans l’organisme de l’arthropode Transmission active: le vecteur établit activement le contact virus-hôte vertébré

Moustiques Anopheles Aedes Culex & Mansonia Haemagogus , Sabethes,…. Vecteur de paludisme, de filariose lymphatique Aedes Vecteurs d’arboviroses (FJ, Dengue, FVR, WN, CHIK, Méningo – encéphalites) Culex & Mansonia Vecteurs de la filariose lymphatique et d’arboviroses Haemagogus , Sabethes,…. Vecteurs de la Fièvre jaune en Amérique (centre et sud)

Identification des vecteurs du paludisme

Systématique des anophèles 3 genres Chagasia : 4 espèces, région néotropicale, moustiques forestiers zoophages et non vecteurs de Plasmodium Bironella : 2 sous-genres, Bironella (5 espèces), Brugella (2 espèces) Région australienne, non vecteurs de Plasmodium Anopheles : 6 sous-genres, environ 460 espèces décrites - Anopheles : 182 espèces - Cellia : 223 espèces - Kerteszia : 12 espèces néotropicales - Nyssorhynchus : 31 espèces néotropicales - Lophopodomyia : 6 espèces néotropicales - Stethomyia : 5 espèces néotropicales

Les anophèles de la région afro-tropicale

Méthodes d’identification des vecteurs du paludisme Méthodes morphologiques Croisements expérimentaux Identification par marqueurs génétiques Cytogénétique (chromosomes polythènes) Iso enzymes rDNA PCR spécifique d’espèce Séquencage rDNA ou mtDNA Loci microsatellite Génétique des populations

Méthodes d’identification des vecteurs du paludisme Basées sur des caractères morphologiques Utilisation de clés morphologiques dichotomiques Observations par paire de caractères Une seule des observations correspond au spécimen à identifier A l’issue de chaque observation on aboutit à une nouvelle paire de caractères ou au nom du spécimen à identifier Problèmes: ne sont pas toujours suffisantes (espèces jumelles)

Méthodes d’identification des vecteurs du paludisme Méthodes morphologiques

Méthodes d’identification des vecteurs du paludisme • Vous avez un moustique dont les ailes ont des écailles sombres e t claires, les pattes sont tachetées et la moitié de la trompe est pâle. 1. Ailes avec des écailles sombres 2 – Ailes avec des écailles sombres et claires 3 2. Pattes avec des écailles sombres Espèce A Pattes avec des écailles sombres et claires Espèce B 3. Pattes avec des écailles sombres Espèce C 4 4. Trompe entièrement sombre Espèce D Trompe avec des écailles claires sur la moitié apicale Espèce E Exemple d’une clé dichotomique

Méthodes d’identification des vecteurs du paludisme Cytogénétique Basées sur l’observation des chromosomes géants ou chromosomes polythènes Glandes salivaires des larves de 4e stade Cellules nourricières des ovaires de femelles semi-gravides Observations d’inversions paracentriques Problèmes: apprentissage continu – présence des chromosomes limitée uniquement à certains stades

Méthodes d’identification des vecteurs du paludisme Faible garniture chromosomique (2n=3) Très visible au microscope en contraste de phase Inversions paracentriques Transmission mendélienne Exemple d’une inversion paracentrique

Méthodes d’identification des vecteurs du paludisme Croisements expérimentaux Basés sur isolement génétique (viabilité ou fécondité diminuée des hybrides de la première génération – en général les mâles) Problèmes: Possibilité de faire des croisements expérimentaux (élevage difficile ou impossible dans certains cas) Descendants souvent fertiles Spéciation en cours

Anophelinae (Diptera, Culicidae) Anopheles Anophelinae (Diptera, Culicidae) Vecteurs du Paludisme An. gambiae An. funestus An. nili An. moucheti An. melas, An. merus An. mascarensis An. pharoensis

Principaux problèmes du virus Comment trouver l’hôte? Comment entrer dans l’organisme de l’hôte? Comment sortir de l’organisme de l’hôte?

Organisation interne du moustique

Challenges du virus chez le vecteur 1. Survivre dans l’organisme du vecteur (spécificité et sélection de souche) Membrane péritrophique Système immunitaire

Challenges du virus chez le vecteur 3. Survie du vecteur à l’infection (Compatibilité génétique) Cycle extrinsèque

Challenges du virus chez le vecteur 2. Atteindre les organes siège de la transmission: Ovaires (transmission verticale) Glandes salivaires (transmission horizontale)

Compétence vectorielle Aptitude d’un arthropode à s’infecter, à conduire la réalisation du cycle de développement extrinsèque du virus et à le transmettre à l’hôte vertébré. Aptitude à s’infecter Aptitude à entretenir le virus Aptitude à transmettre le virus

Capacité/Efficacité vectorielle Définition épidémiologique Elle exprime le degré de compatibilité virus-vecteur et le fonctionnement du système dans un environnement donné. Définition Mathématique: CV = ma2 Pn -logeP

Capacité/Efficacité vectorielle (Compétence vectorielle) Densité des populations du vecteur Préférences trophiques du vecteur Fréquences des repas du vecteur Durée de l’incubation extrinsèque Longévité du vecteur Dispersion du vecteur

Capacité vectorielle (suite) Importance de la densité vectorielle Un arthropode compétent ne peut être important (épidémiologiquement) qu’avec une densité de population élevée Impact des saisons sur la transmission de certains virus Importance des études de la dynamique des populations de vecteurs

Capacité vectorielle (suite) Importance des préférences trophiques Un arthropode compétent ne peut être important (épidémiologiquement) qu’avec une préférence trophique pour le vertébré réservoir ou hôte du virus à transmettre Important de connaître les hôtes naturels des vecteurs afin d’évaluer leur rôle épidémiologique

Capacité vectorielle (suite) Importance de la fréquence des repas sur l’hôte Rôle du sang Apport énergétique Maturation des œufs Nombre de repas nécessaires Un repas en règle générale Plusieurs repas dans certains cas Espèces autogènes

Capacité vectorielle (suite) Importance de la longévité Un arthropode compétent ne peut être important (épidémiologiquement) qu’avec une espérance de vie élevée. Conditions naturelles : T°, HR, compétition, habitat… Conditions spéciales : sécheresse, LAV… Important de connaître la dynamique des populations des vecteurs afin d’évaluer leur rôle épidémiologique

Capacité vectorielle (suite) Importance de la longévité La CV est le nombre de nouvelles infections attendues par jour à partir d’un cas humain: ma =100 p =0.90 VC = 149 ma =10 p =0.90 VC = 12 ma =100 p =0.60 VC = 0.5 Si la densité est réduite de 90%, la CV est réduite 12 fois Si la longévité est réduite de 30%, la CV est réduite 300 fois

Capacité vectorielle (suite) Importance de la dispersion Active Passive Rôle dans la dissémination du virus dans une zone/region Rôle dans la distribution géographique du virus Rôle dans la dilution du virus (Capture – Marquage – Lâcher - Recapture)

Capacité vectorielle (suite) Importance des paramètres environnementaux Pluviométrie Création /lessivage des gîtes (abondance des vecteurs et saisonnalité de la transmission) Température Durée du cycle extrinsèque du virus Humidité Longévité du vecteur Vent Dispersion du vecteur

Capacité vectorielle (suite) Vecteurs majeurs Vecteurs secondaires Vecteurs occasionnels/accidentels

Conclusion Importance du facteurs du milieu (environnement) Complexité du système de transmission vectorielle. Importance du facteurs du milieu (environnement) des caractères spécifiques du vecteur des caractères propres aux hôtes des caractères de la souche de virus Interaction dynamique entre : Le virus Le (s) vecteur (s) L’hôte (s) Le milieu

Les anophèles du Sénégal Vingt espèces décrites avec deux sous –genre Anopheles An. coustani An. ziemanni Cellia An. gambiae M, An. gambiae S, An. arabiensis, An. melas, An. funestus, An. nili, An. paludis, An. pharoensis, An. squamosus, An. domicola, An. flavicosta, An. welcomei, An. rufipes, An. brohieri, An. hancocki, An. freetownensis, An. brunnipes, An. maculipalpis, An. pretoriensis

Les vecteurs du paludisme au Sénégal Anopheles gambiae forme M An. gambiae forme S An. funestus An. arabiensis Rôle prépondérant Large répartition An. melas An. nili An. pharoensis Rôle moindre Répartition focalisée

Les vecteurs du paludisme au Sénégal An. arabiensis An. gambiae forme M An. pharoensis An. funestus An. gambiae forme M et S An. nili 15° 14° N W 13° 16° 17° 12° GUINEE 100 km MAURITANIE MALI LA GAMBIE Isohyète 600 mm 300 mm DAKAR An. melas An. melas

Identification morphologique des vecteurs du paludisme au Sénégal An. gambiae s.l. An. funestus An. nili An. pharoensis

Identification morphologique des vecteurs du paludisme au Sénégal Abdomen avec des touffes d’écailles latérales……………..................2 - Abdomen sans touffes d’écailles latérales……………………………...3 2 Tarse 5 postérieur clair, champ de l’aile clair Anopheles pharoensis

Identification des vecteurs du paludisme au Sénégal 2. Abdomen sans touffes d’écailles latérales……………………………...3 3. Pattes entièrement noires…………………………………………………..4 - Tarses annelées, fémurs et tibias annelés………………………………5

Identification des vecteurs du paludisme au Sénégal 3. Pattes entièrement noires…………………………………………………..4 - Extrémité des palpes blancs, le reste noir…………… Anopheles nili - Nervure 5-1 avec une seule tache claire, palpe avec trois bandes de taille égale ou sub-égale Anopheles funestus

Identification des vecteurs du paludisme au Sénégal - Tarses annelées, fémurs et tibias tachetés………………………………5 Anopheles gambiae

Merci de votre attention