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Nature Communications volume 14, Numéro d'article : 4112 (2023) Citer cet article

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Les conséquences des niveaux sublétaux de pollution de l’air ambiant sont sous-estimées pour les insectes ; par exemple, l’accumulation de particules sur les récepteurs sensoriels situés sur leurs antennes peut avoir des effets néfastes sur leur fonctionnement. Nous montrons ici que la densité des particules sur les antennes des mouches domestiques (Musca domestica) collectées dans un environnement urbain augmente avec la gravité de la pollution atmosphérique. Une combinaison d'essais comportementaux, d'électroantennogrammes et d'analyses transcriptomiques fournissent des preuves cohérentes qu'une brève exposition à la pollution par les particules compromet la perception olfactive des odeurs reproductrices et alimentaires chez les mouches domestiques mâles et femelles. Étant donné que les particules peuvent être transportées à des milliers de kilomètres de leur origine, ces effets peuvent représenter un facteur supplémentaire responsable du déclin mondial du nombre d'insectes, même dans les zones vierges et isolées.

Les impacts néfastes des polluants anthropocentriques sur la santé, la condition physique et la viabilité des populations ont été largement documentés pour la faune – des plantes aux vertébrés1,2,3,4. Les particules (PM) pourraient être encore plus dangereuses que d’autres polluants atmosphériques courants tels que les NOx ou l’ozone, mais leurs effets écotoxicologiques sur de nombreux types d’organismes, notamment les insectes5, et sur les écosystèmes en général, restent relativement flous6. Les insectes accumulent des particules à la surface du corps, ce qui pourrait leur causer des effets toxiques7,8,9,10. Les PM comprennent un mélange de particules solides ou de gouttelettes liquides en suspension dans l’air et sont produites à partir de sources naturelles et anthropiques11. Les PM sont l'un des polluants atmosphériques prédominants dans les environnements urbains12,13, mais elles sont néanmoins enregistrées à des concentrations élevées au-delà de ces sources : plus de 40 % de la masse continentale mondiale est exposée à une concentration annuelle de PM qui dépasse la concentration moyenne annuelle recommandée par l'Organisation mondiale de la santé (< 10 µg/m3 (réf. 14), figure 1a). Étonnamment, ces zones comprennent de nombreux habitats et points chauds écologiques éloignés et relativement vierges (Fig. S1a). Les particules sont très hétérogènes et diffèrent par leurs sources, leur morphologie, leur composition élémentaire et leur taille de particule15. Il existe des preuves que les PM10 (2,5 µm < taille des particules ≤ 10 µm) contiennent davantage de composants inorganiques ou métalliques, notamment des éléments de métaux lourds toxiques, et que les PM2,5 contiennent davantage de polluants organiques tels que le benzène et les hydrocarbures aromatiques polycycliques5,16.

a Concentration annuelle moyenne mondiale de PM2,5 sur différentes masses continentales (à l'exception de l'Antarctique) de 2015 à 2019 – environ 40 % de la masse continentale est exposée à une concentration annuelle de PM qui dépasse la recommandation de l'OMS d'une moyenne annuelle <10 µg/m3 (Source des données : https://sites.wustl.edu/acag/datasets/surface-pm2-5/#V4.GL.03). b Micrographies SEM cousues montrant que (i) une antenne de mouche domestique non contaminée contient beaucoup moins de particules que (ii) une antenne contaminée, avec des croix jaunes marquant la répartition des particules individuelles. c Densité moyenne de particules détectées sur la surface antenne de mouches domestiques non contaminées, contaminées expérimentalement et sauvages capturées à des niveaux de pollution faibles (AQI ≤ 50), modérés (50 < AQI ≤ 100) et élevés (100 < AQI ≤ 150). Les antennes de mouches domestiques contaminées expérimentalement ont une densité de particules significativement plus élevée que les antennes non contaminées, et la densité est comparable à celle collectée dans un environnement urbain à Pékin (tableau S3, modèles mixtes linéaires généralisés avec test post hoc de Tukey, F4,123 = 43,25, P < 0,001, n = 25). d Densité moyenne de PM détectées sur différentes parties du corps des mouches domestiques contaminées : les antennes ont une densité de PM significativement plus élevée que toute autre partie du corps (Tableau S4, modèles mixtes linéaires généralisés avec test post hoc de Tukey, F6,114 = 18,41, P < 0,001, n = 10). e Un pourcentage plus élevé de PM2,5 a été trouvé sur la surface des antennes que sur les filtres en fibre de verre (tableau S5, test de Wilcoxon, PM2,5 : P < 0,001 ; PM10 : P < 0,001 ; > PM10 : P = 0, 835, Antennes : n = 27 ; Filtre en fibre de verre : n = 17). Barres d'échelle : b = 50 μm, 5 μm dans la boîte. Différentes lettres inférieures et astérisques indiquent une différence significative entre les groupes, centre : moyenne, barres d'erreur : SE. Toutes les valeurs p sont basées sur des tests bilatéraux. Les données sources sont fournies sous forme de fichier de données sources.