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La chimie des phéromones

Formulation et synthèse d'une phéromone

L'étude des phéromones naturelles permet de créer des phéromones de synthèse. Ces phéromones peuvent être utilisées lors de la lutte intégrée contre les insectes ravageurs des cultures.

Identifier les molécules actives

  Afin de synthétiser une phéromone de synthèse efficace, il est nécessaire de détecter les molécules biologiquement actives dans la phéromone naturelle.  On utilise  deux techniques simultanément :

 - la chromatographie en phase gazeuse (CPG) pour identifier les molécules
 - l'électroantennographie (EAG) pour détecter les molécules actives.

  L'électro-antennographie utilise l'antenne de l'insecte, détecteur très sensible aux composés actifs de la phéromone.

Lorsque l'antenne est stimulée par une molécule, chaque cellule sensorielle olfactive de l'antenne (neurone sensitif) envoie un signal codé en potentiel d'action. La fréquence de ce signal dépend de la concentration de la molécule "stimulus". La somme de ces signaux est enregistrée au niveau de l'antenne entière par une électrode d'enregistrement. Une électrode de référence au contact de l'insecte constitue la masse du système. Le signal apparaît sous forme d'un pic dont la largeur dépend de la durée du stimulus.

A la sortie du chromatographe, un diviseur de débit dirige la molécule isolée à la fois sur:

- le détecteur physico-chimique 
- l'antenne de l'insecte sur lequel on étudie la phéromone.

Les composants dirigés vers l'insecte sont régulés thermiquement (chauffage pour qu'ils ne s'arrêtent pas dans les lignes de transfert) puis entraînés  par de l'air. Chaque constituant actif déclenche la réponse de l'antenne et est enregistré par le détecteur simultanément.  On peut ainsi déterminer quels sont les composés actifs de la phéromone.

La synthèse de ces molécules est effectuée par des laboratoires spécialisés. Dans certains cas, il s'agit de molécules très simples et déjà commercialisées.

Préparer un mélange optimal

  Après avoir identifié un à un les composés actifs de la phéromone, il est important de savoir dans quelles proportions ils doivent être introduits dans le mélange qui constituera la phéromone de synthèse. Différents mélanges sont testés sur les insectes.

L'exemple théorique ci-dessus montre que la présence des molécules b et e en proportions égales est indispensable pour avoir une phéromone de synthèse attractive pour les insectes.

Le perce-pousse du pin (Euscosma gloriola) est un ravageur des pins de l'Est du Canada et du Nord-Est des Etats-Unis. La phéromone sexuelle de ces insectes est un mélange de deux isomères Z et E du 9-acétate de dodécényle. Le mélange de ces deux isomères dans les proportions 9/1 ou 8/2 est optimal pour attirer les mâles. Cette phéromone de synthèse est utilisée pour lutter contre ce ravageur.

Bibliographie