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SOLTANI N., 2013. Les régulateurs de croissance des insectes : évaluation des risques environnementaux. 1er Colloque International sur la Préservation de l’Environnement des Zones Semi-Arides, 20 et 21 octobre 2013, Tébessa. Algérie (Conférence inaugurale).

Authors:
Noureddine Soltani at Badji Mokhtar - Annaba University
Noureddine Soltani
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Abstract

Les effets secondaires des insecticides neurotoxiques (pollution des divers compartiments, quantités énormes de pesticides épandues, apparition d'espèces résistantes, impact sur les auxiliaires et les pollinisateurs, contamination des chaînes trophiques…) et les impératifs environnementaux (préservation de la santé humaine et animale), ont encouragé la recherche de méthodes alternatives de lutte contre les ravageurs et les vecteurs (lutte chimique raisonnée, lutte biologique, lutte intégrée). La lutte chimique reste le moyen majeur de contrôle des insectes ravageurs et des vecteurs de maladies. Cependant, elle utilise de plus en plus des produits sélectifs, les biopesticides et les régulateurs de croissance des insectes (RCIs). Ces derniers présentent beaucoup d’avantages par rapports aux insecticides conventionnels, notamment une haute spécificité et une faible toxicité à l’égard des auxiliaires et des mammifères. Ils agissent sur des processus physiologiques et biochimiques spécifiques aux organismes visés comme la synthèse de la chitine (dérivés de la benzoylurée) ou via une interaction avec les récepteurs (dérivés de la dibenzoylhydrazine) ou la synthèse (dérivés de l’imidazole) de l’hormone de mue. Ils perturbent la croissance, le développement et la reproduction des insectes en interférant avec leur contrôle endocrine. La présente communication traite d’abord de l’importance économique des différents biostresseurs et de l’évolution des méthodes de lutte en tenant compte des impératifs environnementaux. Le marché mondial des pesticides et le mécanisme d’action des diverses familles d’insecticides, sont par la suite présentés. Enfin, les risques écotoxicologiques de ces insecticides sélectifs sont évalués sur trois organismes non ciblés : un poisson culiciphage Gambusia affinis (Cyprinodontiformes, Poeciliidae) qui est un agent de lutte biologique de référence, et deux crevettes Penaeus kerathurus et Palaemon adspersus (Crustacea, Decapoda) dont une est à très valeur marchande. Ainsi, l’analyse des résidus par CLHP, l’impact sur la croissance et les indices métriques et la mesure de divers biomarqueurs du stress environnemental sont déterminés, respectivement. Les éventuels effets secondaires du diflubenzuron, un insecticide largement utilisé en Algérie contre les ravageurs des forêts, sont examinés sur la composition biochimique et la structure fine de la cuticule chez P. kerathurus. Enfin, l’activité comparée d’un inhibiteur de la synthèse de la chitine (diflubenzuron) et d’un mimétique de l’hormone de mue (methoxyfenozide) est évaluée sur la tenuer du tégument de P. adspersus en chitine, sels calciques et protéines. En conclusion, les RCIs testés sont efficaces contre plusieurs ravageurs et vecteurs ou agents de nuisance. Le mécanisme d’action unique et spécifique, la sélectivité et les faibles risques écotoxicologiques de ces insecticides de nouvelle génération rendent leur utilisation compatible dans les programmes de lutte intégrée et de gestion de la résistance aux pesticides. Cependant, les Crustacés, groupe voisin des Insectes peuvent être des cibles potentielles des inhibiteurs de la synthèse de la chitine. Mots clés : Environnement, Pesticides, Régulateurs de croissance des insectes, Ravageurs, Vecteurs, Hormones, Chitine, Enzymes, Résidus, Risques.
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1er Colloque International sur la Préservation de l’Environnement des Zones Semi-Arides.
20 et 21 octobre 2013, Tébessa. Algérie
Conférence Plénière
LES REGULATEURS DE CROISSANCE DES INSECTES :
EVALUATION DES RISQUES ENVIRONNEMENTAUX
Noureddine SOLTANI
Laboratoire de Biologie Animale Appliquée
Département de Biologie, Faculté des Sciences, Université Badji Mokhtar d’Annaba
23000-Annaba, Algérie
noureddine.soltani@univ-annaba.org
Les effets secondaires des insecticides neurotoxiques (pollution des divers
compartiments, quantités énormes de pesticides épandues, apparition d'espèces résistantes,
impact sur les auxiliaires et les pollinisateurs, contamination des chaînes trophiques…) et les
impératifs environnementaux (préservation de la santé humaine et animale), ont encouragé la
recherche de méthodes alternatives de lutte contre les ravageurs et les vecteurs (lutte chimique
raisonnée, lutte biologique, lutte intégrée). La lutte chimique reste le moyen majeur de
contrôle des insectes ravageurs et des vecteurs de maladies. Cependant, elle utilise de plus en
plus des produits sélectifs, les biopesticides et les régulateurs de croissance des insectes
(RCIs). Ces derniers présentent beaucoup d’avantages par rapports aux insecticides
conventionnels, notamment une haute spécificité et une faible toxicité à l’égard des auxiliaires
et des mammifères. Ils agissent sur des processus physiologiques et biochimiques spécifiques
aux organismes visés comme la synthèse de la chitine (dérivés de la benzoylurée) ou via une
interaction avec les récepteurs (dérivés de la dibenzoylhydrazine) ou la synthèse (dérivés de
l’imidazole) de l’hormone de mue. Ils perturbent la croissance, le développement et la
reproduction des insectes en interférant avec leur contrôle endocrine. La présente
communication traite d’abord de l’importance économique des différents biostresseurs et de
l’évolution des méthodes de lutte en tenant compte des impératifs environnementaux. Le
marché mondial des pesticides et le mécanisme d’action des diverses familles d’insecticides,
sont par la suite présentés. Enfin, les risques écotoxicologiques de ces insecticides sélectifs
sont évalués sur trois organismes non ciblés : un poisson culiciphage Gambusia affinis
(Cyprinodontiformes, Poeciliidae) qui est un agent de lutte biologique de référence, et deux
crevettes Penaeus kerathurus et Palaemon adspersus (Crustacea, Decapoda) dont une est à
très valeur marchande. Ainsi, l’analyse des résidus par CLHP, l’impact sur la croissance et les
indices métriques et la mesure de divers biomarqueurs du stress environnemental sont
déterminés, respectivement. Les éventuels effets secondaires du diflubenzuron, un insecticide
largement utilisé en Algérie contre les ravageurs des forêts, sont examinés sur la composition
biochimique et la structure fine de la cuticule chez P. kerathurus. Enfin, l’activité comparée
d’un inhibiteur de la synthèse de la chitine (diflubenzuron) et d’un mimétique de l’hormone
de mue (methoxyfenozide) est évaluée sur la tenuer du tégument de P. adspersus en chitine,
sels calciques et protéines.
En conclusion, les RCIs testés sont efficaces contre plusieurs ravageurs et vecteurs ou
agents de nuisance. Le mécanisme d’action unique et spécifique, la sélectivité et les faibles
risques écotoxicologiques de ces insecticides de nouvelle génération rendent leur utilisation
compatible dans les programmes de lutte intégrée et de gestion de la résistance aux pesticides.
Cependant, les Crustacés, groupe voisin des Insectes peuvent être des cibles potentielles des
inhibiteurs de la synthèse de la chitine.
Mots clés : Environnement, Pesticides, Régulateurs de croissance des insectes, Ravageurs,
Vecteurs, Hormones, Chitine, Enzymes, Résidus, Risques.
Références
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Evaluation of halofenozide against prey mosquito larvae Culex pipiens and the predator fish Gambusia affinis: impact on growth and enzymatic activities
Article
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  • Feb 2008
  • Comm Agr Appl Biol Sci
Culex pipiens (Diptera: Culicidae) is the most widely distributed mosquito species in Algeria and many other countries in the world. Mosquitoes are generally controlled by conventional insecticides but these may pose strong secondary effects on the environment. In this context, the insect growth regulators (IGRs) have shown promise in controlling pest insects. Halofenozide (23% EC) is a novel IGRs belonging to the class of non-steroidal ecdysone agonists, and it was found toxic for larvae of C. pipiens. In addition biological methods constitute an alternative to chemical control. Several fish species have been tested against mosquitoes, and Gambusia affinis was found very efficient. In the present study we evaluated the impact of this new potent insecticide (halofenozide) on growth and metric indexes in the larvivorous fish G. affinis under laboratory conditions. In addition, the effects were evaluated on the enzymatic activities of acetyl cholinesterase (AChE) and glutathione S-transferase (GST). The insecticide was added in water at two concentrations (12.6 and 28.6 microg/L) corresponding to the LC50 and LC90 obtained against fourth instar larvae of C. pipiens, and adult females of G. affinis were exposed to halofenozide for 30 days. At different exposure times we measured the length and weight of fishes, the index of condition (K), the gonado-somatic ratio (GSR) and the hepato-somatic ratio (HSR). The results showed that halofenozide had no significant (p>0.05) effects on growth, metric indexes and AChE activities. However, treatment caused a significant induction (p<0.05) in GST activities at days 15 and 30 with the highest dose. Our results indicate that this ecdysteroid agonist presented only minor secondary effects on the non-target fish species, and so it has potential for controlling of mosquitoes in an integrated manner.
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Chronic toxicity of flucycloxuron in the mosquitofish, Gambusia affinis: acetylcholinesterase and catalase activities and pattern of recovery.
Article
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  • Jan 2010
Andalin (25% EC), the trade name of flucycloxuron (FCX), is a chitin synthesis inhibitor belonging to the class of benzoylphenylurea. It was found a potent insecticide against mosquito larvae. In this present study we evaluate the toxicity of this insecticide on acetylcholinesterase (AChE) and catalase activities (CAT) in adult females of a larvivorous fish, Gambusia affinis (Teleosteen: Poeciliidae). This fish is extensively used in biological control of mosquitoes. The insecticide was added in rearing water at two concentrations corresponding to LC50 and LC90 previously obtained against fourth instars larvae of Culex pipiens (Diptera: Culicidae). The female adults were exposed to a continuous treatment for 28 days, and AChE and CAT activities determined at different exposure times (0, 7, 14, 21 and 28 days). FCX was found to cause inhibition in AChE activity and induction in CAT activity starting day 14. In a second experiment, exposed fish were transferred to clean water up to 8 days to assess the recovery pattern. Exposed fish gradually restored to the control values by day 4 and 8 in the LC50- and LC90-treated series, while CAT activity was recovered after 2 days for the LC50 and 4 days for the LC90. The overall data obtained suggested that G. affinis is a suitable biological model which can be used in toxicological and biomonitoring studies, and CAT activity is a good biomarker of oxidative stress induced by such insecticides. Moreover, it stimulated rapidly the antioxidant enzyme activities. The recovery pattern showed that this fish species was able to overcome relatively rapidly the toxic stress induced by this insecticide. Finally, this insecticide appears less toxic against G. affinis than the conventional insecticides. Keywords: Flucycloxuron, Gambusia affinis, Insecticides, Biomarkers, Recovery
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CHOUAHDA S. & SOLTANI N., 2009. Impact du cadmium et du Halofenozide sur les indices métriques des femelles adultes d’un poisson culiciphage, Gambusia affinis. Science & Technologie C 29 : 9-14.
Article
Full-text available
  • Jan 2009
Mosquitoes play an important role in global disease transmission. They are generally controlled by conventional insecticides. However, these conventional neurotoxins possess strong secondary effects on the environment. In this context, there is search for alternative methods like the use of selective insecticides such as the insect growth regulators (IGRs) and biological agents as Gambusia affinis (Bairds & Girard, 1853) (Cyprinodontiformes: Poeciliidae). Pollution of aquatic ecosystems by heavy metals such as cadmium, copper, ead and zinc is a significant ecological problem. Among these pollutants, heavy metals accumulate at high levels in aquatic organisms and are able to cause an oxidative stress in several species like fishes. This study aimed the evaluation of the impact of two xenobiotics, a trace heavy metal (cadmium) and a new potent insecticide (halofenozide) against the mosquitoes, on growth and metric indices in a larvivorus fish, G. affinis under laboratory conditions. The two xenobiotics were tested separately. The index of condition (K), the gonado-somatic ratio (GSR) and the hepato-somatic ratio (HSR) were measured respectively. The results show that the growth does not change significantly during the experimentation, in treated series. However, the two xenobiotics cause a very high significant reduction (p< 0.001) in the hepato-somatic ratio (HSR) after 60 days of treatment. The comparison of treated series with control reveals that cadmium has not significant effects (p>0.05) in ganado-somatic ratio (GSR), whereas the halofenozide induces a high significant reduction of GSR (p< 0.01) with the LC90. Cadmium causes a significant reduction (p< 0.05) in the index of condition at 1 μg/l, and a high significant reduction (p< 0.01) at 5 μg/l after 60 days of treatment. Halofenozide reduces significantly (p< 0.05) the K with the two tested concentrations. Conclusively, the two xenobiotics affect the metric indices, but the effects recorded are more marked on the HSR.
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SOLTANI N. & MORSLI S.M. 2003. Quantification du DimilinR par chromatographie liquide haute performance : étude de la dégradation dans l’eau de mer. Journal de Recherche en Océanographie, Vol. 28, fasc. 1/2 : 118-120.
Article
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  • Jan 2003
Abstract: Dimilin (25% Wettable Powder) is a trade formulation of diflubenzuron an insecticide belonging to the benzoylphenyl urea derivatives. This study aimed the presentation of a analysis method of pesticide residues by highperformance liquid chromatography (HPLC) and the evaluation of its degradation in sea water. Dimilin was added into the rearing seawater of shrimps at a final concentration (10 μg active ingredient/L) and extracted at various times during treatment (7 and 14 days). HPLC analysis indicated that the residue detected after 7 and 14 days durin exposure represented 80 and 60% of initial concentration, respectively. Résumé : Le dimilin (25% poudre mouillable) est une formulation commerciale du diflubenzuron, un insecticide dérivé de la benzoylphényl urée. Cette étude vise à présenter une méthode d'analyse des résidus des pesticides par chromatographie liquide haute performance (CLHP) et à estimer sa dégradation dans l'eau de mer. Le dimilin a été additionné (10 μg de matière active/L) dans l'eau d'élevage des Crevettes et les résidus sont extraits à différents moments durant l’expérience (7 et 14 jours) et analysés par CLHP. L'analyse par CLHP indique que les taux de résidus détectés après 7 et 14 jours d’expérience représentent 80 et 60 % de la concentration initiale de départ, respectivement.
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Effets d’un insecticide inhibiteur de la synthèse de la chitine, le diflubenzuron, sur la cuticule de la crevette Penaeus kerathurus. Journal de Recherche en Océanographie, Vol. 28, fasc. 1/2 : 85-88.
Article
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  • Jan 2003
EFFECTS OF A PESTICIDE INHIBITOR OF CHITIN SYNTHESIS, DIMILIN, ON THE STRUCTURE OF CUTICLE OF THE SHRIMP PENAEUS KERATHURUS (DECAPODA, PENEIDAE) In Algeria, dimilin 25% WP, an insecticide belonging to the benzoylphenyl urea class, is used against insect pest of forests. The aim of this study was to evaluate under laboratory conditions the effects of dimilin on the structure of cuticle in a non-target organism, Penaeus kerathurus (Decapoda, Peneidae). The compound was added to the rearing sea water at two final concentrations (1 and 10 μg a.i./L). Newly ecdysed adult shrimps were exposed during 24 h or during a molting cycle. The histological and ultrastructural studies revealed that this compound caused abnormalities particularly detected in membranous layers. Thus, a reduction in the thickness of cuticle and a modification in the lamellar appearance were observed.
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Uptake and distribution of three insect growth regulators - Diflubenzuron, flucycloxuron and halofenozide - in pupae and adults of Tenebrio molitor
Article
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  • Apr 2006
In a topical bioassay with pupae and adults of the mealwormTenebrio molitor (Coleoptera: Tenebrionidae), an important pest in stored products worldwide, three insect growth inhibitors (IGRs) were tested: the two chitin synthesis inhibitors diflubenzuron and flucycloxuron, and the ecdysone agonist halofenozide (RH-0345). To address differences in toxicity, we determined with the use of a14C-labeled isotope, the pattern of absorption through the cuticle and then the distribution in the different body tissues of gut, hemolymph, integument and reproductive organs (ovaries, testis). The rate of absorption through the cuticle was highest for flucycloxuron, and this concurred with its high toxicity. In general, the patterns of absorption followed a similar trend in young and old pupae and in the adult stage. Accumulation in the reproductive system of females and males was relatively high, which may explain the strong reproductive effects of the IGRs tested. In addition, we recorded large differences in the clearance of insecticide from the insect bodyvia the excrements, with the chitin synthesis inhibitors exhibiting higher rates than halofenozide.
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Laboratory evaluation of dimilin on growth and glutathione activity in mosquitofish, a non-target species
Article
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  • Feb 2003
  • Comm Agr Appl Biol Sci
Recently, dimilin was found to be effective on Culex pipiens (Diptera: Culicidae). Although considerable research has evaluated the efficacy of diflubenzuron, a benzoylphenylurea derivative, against target pest populations, impacts of this compound on nontarget organisms are comparatively unknown. Therefore, this study evaluate toxicity of dimilin (25% W.P), a trade formulation of diflubenzuron, on a larvivorous non-target species, Gambusia affinis (Pisces, Poeciliidae). The compound, applied for 24h at a concentration of 78 ng/l corresponding to the LD90 obtained against the fourth instar larvae of C. pipiens, was first tested on growth and development of G. Affinis by measuring some morphometric indexes. Results showed that dimilin caused a significant (p<0.01) reduction in both the length and the weight of juveniles. It had no significant effect on the gonadosomatic index and the condition index (K) measured in adult females. A significant reduction in hepatosomatic index was only observed at day 30 during the exposure. In addition, the body level of glutathione was also determined in order to provide information on their toxicity. Treatment resulted in a significant reduction in both the amount of ovarian proteins and the level of body glutathione starting day 15 compared to controls of the same age.
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