Influence de la teneur en oxygène sur la sensibilité de certains stades juvéniles de Sitophilus oryzae et S. granarius au dioxyde de carbone
Authors: Fleurat‐Lessard F. , Le Torc'h J. M. 
Published: April 2011

Certains stades juvéniles de charançons des céréales du genre Sitophilus ont été soumis à un séjour prolongé dans des compositions gazeuses modifiées par le dioxyde de carbone (CO2).

Les auteurs se sont placés dans des conditions de teneur en CO2 constante (50%), associée à des teneurs en oxygène comprises entre 4 et 20%, pour étudier les conditions d'une synergie entre l'effet spécifique du CO2 et la présence d'une forte teneur résiduelle en oxygène. Les effets ont été observés sur les stades juvéniles les plus évolués (larves et nymphes) des espèces S. oryzae (L.) et S. granarius (L.), (Coleoptera: Curculionidae).

L'accroissement de la vitesse de mortalité chez S. oryzae est significative avec l'augmentation de la pression partielle d'oxygène. Cet effet de synergie provoqué par l'oxygène n'est pas significatif avec S. granarius, bien qu'il existe aussi avec cette espèce une tendance à l'amélioration de l'efficacité insecticide à court terme avec les mélanges à forte teneur résiduelle en oxygène.

Il en est déduit des hypothèses sur les effets des mélanges gazeux à composition modifiée par le CO2 au niveau de la physiologie générale de ces insectes, qui est très difficile à appréhender directement à cause du mode de développement des stades juvéniles des charançons (formes cachées dans le grain). également, en très faible dépendane avec la teneur, contrairement à S. oryzae (le rapport de synergie au TL95 atteint 1,7 dans le meilleur des cas et il est voisin de 1 près de la mortalité totale).

4 – L'étude confirme que dans les cas de synergie forte entre CO2 et O2, dépendante de la concentration d'oxygène en intensité, comme avec l'espèce S. oryzae, il n'existe pratiquement pas d'additivité des effets d'hypoxie et d'hypercarbie. L'effet de potentiation devient prépondérant et dans les mélanges d'air et de CO2, l'effet insecticide le plus rapide serait atteint pour la gamme des teneurs situées autour de 60% de CO2 dans l'air (8 % d'O2 résiduel), niveau où la somme de l'effet de potentiation par l'oxygène et de l'effet propre du CO2 atteint un maximum.

5 – Le blocage des transferts membranaires sous l'effet réducteur du CO2, quand il est utlisé pur, provoquerait la protection de l'insecte contre l'accumulation de peroxydes qui prennent naissance dès que l'oxygène est disponible. Des substances de ce type seraient à l'origine du ‘stress oxydatif’ enregistré dans ces conditions avec S. oryzae, dont l'effet toxique additionnel serait favorisé par le milieu réducteur créé par le CO2.

L'absence d'accès direct facile pour expérimenter sur l'insecte prisonnier du grain obligera à poursuivre l'étude par de nouvelles approches indirectes pour préciser ce dernier point et la part des effets de la remise à fair libre sur le stress oxydatif et l'élimination des déchets métaboliques accumulés pendant l'exposition en hypoxie et hypercarbie.

The influence of oxygen content at atmospheres enriched with carbon dioxide on the mortality of hidden stages of Sitophilus spp. in wheat grains

Among grain insect pests, Sitophilus spp. are very tolerant of inert gases used in modified atmosphere. When there is a high concentration of carbon dioxide in the gas mixture, a low residual oxygen concentration enhances the speed of action of the modified atmosphere. This has been observed easily with some juvenile stages of S. oryzae (about 3rd instar larvae to late pupae).

The authors have exposed these stages, hidden inside wheat grains, to atmospheres containing 50% CO2 (fixed concentration level), associated with O2 concentrations increasing from 4 to 20% (v/v), with N2 as balance.

When O2 levels increase, the exposure time necessary to kill the insects is significantly shortened for S. oryzae. The time to kill 50% (LT50) was respectively 3.4–2.2 and 1.7 days with O2 concentration levels 4–10 and 20% in the gas mixture. For S. granarius the effect is insignificant, with LT 50 values in a narrow range between 2.4 and 2.25 days, at all concentrations of O2 tested.

The specificity of the reaction of some S. oryzae juvenile stages to atmospheres with a high CO2 concentration artificially enriched with O2 is demonstrated. This species showed a greater reactivity to the synergitic effect of O2 in CO2 enriched atmospheres than the granary weevil, S. granarius, which showed nearly none in trials carried out under the same conditions.

The difficulties of determining the nature of the physiological injury to hidden stages of Sitophilus spp. are emphasized. Some hypotheses on the physiological mecanisms are proposed.