MFE
Mémoire de fin d'étude présenté pour l'obtention du grade de bioingénieur agronome (ULB):
Etude de l'influence d'un stress hydrique appliqué à des boutures de peuplier sur les performances d'insectes ravageurs
Résumé
Les extrêmes climatiques, tels que les canicules, les vagues de froid, les sécheresses et les inondations, constituent des perturbations importantes pour les écosystèmes. Lors de changements climatiques rapides, tels ceux qui ont cours actuellement, ces événements gagnent en fréquence, en durée et en intensité, avec des conséquences importantes pour les êtres vivants. En particulier, les observations d’attaques d’organismes ravageurs qui ont accompagné les événements climatiques récents (en Europe : gelées précoces de 1998, tempêtes de 1990 et 1999, canicule et sécheresse de 2003) ont soulevé d’importantes questions sur les impacts potentiels des changements climatiques sur la santé des forêts. Ce travail s’intéresse aux effets de la sécheresse sur les relations que les arbres entretiennent avec leur entomofaune.
Lorsqu’un arbre est soumis à un déficit hydrique, il met en place une série d’adaptations afin d’éviter et/ou de tolérer le stress. Ces adaptations consistent en des modifications morphologiques et physiologiques susceptibles d’interagir avec les relations arbres – insectes. Elles peuvent influencer la qualité nutritive et les capacités de défense de la plante – hôte à l’égard de l’insecte, le microclimat que celle-ci constitue pour l’insecte, et les mécanismes de localisation. Chaque modification peut avoir un impact positif ou négatif vis-à-vis de l’insecte. La réponse globale de ce dernier à l’égard de l’état hydrique de la plante – hôte est peu prévisible, et dépend des caractéristiques des trois composantes : insecte, plante et stress.
L’objectif de ce travail est d’évaluer, en conditions contrôlées, les effets d’une sécheresse sur les relations arbres - insectes grâce à un arbre modèle : le peuplier (P. deltoïdes x P. nigra, clone ‘Larcin’). La survie et les performances alimentaires et reproductives de chrysomèles phyllophages (Chrysomela populi et Phratora laticollis) exposées à un hôte subissant divers niveaux de stress hydrique sont comparées.
Malgré une perturbation d’origine inexpliquée des indicateurs de l’état hydrique des boutures (potentiel hydrique foliaire de base, teneur en eau relative des feuilles, surface foliaire spécifique), une première expérience a mis en évidence que le stress hydrique a un impact sur la physiologie des peupliers. La croissance en hauteur et en diamètre de la tige principale ainsi que la croissance des rameaux sont réduites proportionnellement au stress. Le nombre de feuilles, la surface foliaire totale et la production de biomasse sèche des boutures diminuent avec l’intensité du déficit hydrique. Par contre, aucun impact du traitement hydrique n’a été observé sur les performances des deux chrysomèles étudiées : Chrysomela populi et Phratora laticollis. Il est toutefois possible qu’une attaque de pucerons intervenue lors de l’expérience ait perturbé le comportement des chrysomèles.
Une expérience complémentaire, tentant de mieux caractériser les sources de perturbation des indicateurs de l’état hydrique des boutures, a été mise en place après cette première expérience. Elle a permis de vérifier que le potentiel hydrique foliaire de base répond bien à l’état hydrique des boutures. Par contre, les problèmes de protocole concernant la mesure de la teneur en eau relative des feuilles et la surface foliaire spécifique n’ont été que partiellement résolus.
Une deuxième expérience a été menée avec des adultes de C. populi. L’indicateur du statut hydrique des boutures (potentiel hydrique foliaire de base) a cette fois bien répondu au traitement hydrique subi par les peupliers. La croissance en hauteur et le nombre total de feuilles des boutures ont été réduits proportionnellement à l’intensité de la carence hydrique. Au niveau des performances des chrysomèles, l’expérience a mis en évidence que la survie et les surfaces foliaires consommées par les adultes de C. populi sont d’autant moindres que le stress hydrique de la plante-hôte est élevé. Par ailleurs, les insectes ont préféré s’alimenter de jeunes feuilles en croissance, comme déjà rapporté dans la littérature.
En conclusion, d’après les résultats de nos expériences, la sécheresse a, outre un effet important sur la physiologie des boutures, un impact négatif sur les performances de C. populi. La mise en évidence d’une réponse des insectes à l’état hydrique de leur plante-hôte offre des perspectives intéressantes, car elle permet une étude des caractéristiques foliaires modifiées par le stress, à l’origine de la réduction des performances des insectes (par exemple, la résistance mécanique de la feuille, sa teneur en eau, sa teneur en métabolites secondaires, etc.). L’identification du facteur ou de la combinaison de facteurs qui est défavorable pour les insectes pourrait être utilisée, par la suite, dans des programmes de sélection de clones offrant une meilleure résistance aux insectes. Elle peut, par ailleurs, mener à une meilleure compréhension des relations plantes – insectes – sécheresse.
