L’écologie chimique, Kesako ?

 

L’écologie et la chimie ne font a priori pas bon ménage. Une science ose pourtant associer les deux termes : l’écologie chimique. Elle s’intéresse aux messages chimiques qui régissent les relations entre les individus d’une ou de plusieurs espèces, animales ou végétales. L’application la plus connue en grandes cultures concerne l’utilisation de phéromones sexuelles des femelles de Lépidoptères pour piéger des insectes mâles (notamment sur pyrale du maïs).

Des repères olfactifs produits par les cultures

Le pouvoir des odeurs vaut aussi entre une plante et un insecte. Ce dernier ne colonise pas une parcelle sans y avoir été attiré par une odeur, surtout s’il est monophage. C’est par exemple le cas de fleurs qui diffusent certains composés pour attirer les insectes pollinisateurs. Ce ne sont pas des phéromones, qui servent d’intermédiaires entre individus de la même espèce, mais des médiateurs inter-espèces. Ces odeurs ou « messages chimiques » servent généralement à la reconnaissance de plante-hôte. A terme, ces substances pourraient être reproduites et pulvérisées au champ pour du piégeage de masse ou amener de la confusion chez les ravageurs. Elles pourraient également servir en sélection : pourquoi ne pas s’intéresser préférentiellement aux plantes qui n’émettent pas, ou peu, ces substances et peuvent esquiver les attaques ?

C’est tout le sens des travaux conduits au laboratoire de l’INRA de Versailles : comprendre les comportements des insectes, identifier précisément les substances produites par les plantes et les proportions des mélanges efficaces pour les reproduire à l’échelle industrielle, et développer des diffuseurs dans lesquels les messages chimiques sont stables dans le temps.

 

L’objectif de l’écologie chimique est de manipuler le comportement des insectes pour les empêcher de se reproduire ou de reconnaître leur plante-hôte.

Comment décoder le message attractif ?

Le décodage d’un message olfactif attractif pour un insecte donné passe par trois étapes successives.

Il s’agit dans un premier temps de collecter les « odeurs » diffusées par les plantes. Une odeur est généralement un mélange de composés organiques volatils dont la concentration de chacun est déterminante. Pour cette collecte, des fibres de résine ayant une très grande affinité avec ce type de composés sont placées sur les fleurs, les feuilles, les tiges voire les racines des plantes. La difficulté réside dans le fait que les messages chimiques sont parfois produits dans de très faibles quantités, de l’ordre du nanogramme (10-9 g). Heureusement, les spectromètres de masse couplés à la chromatographie en phase gazeuse permettent aujourd’hui de décomposer les  constituants d’une odeur. Ils donnent en quelque sorte une « empreinte digitale » des messages chimiques émis par les plantes.

Dans une seconde phase, la perception par les insectes de chaque composé collecté est mesurée par électroantennographie (EAG). Cette technique consiste à mesurer la réponse des organes sensoriels que sont les antennes en y connectant des électrodes. Lorsqu’un signal nerveux provoque une dépolarisation, c’est que l’insecte perçoit le composé auquel il est soumis. Plus la dépolarisation est importante, meilleure est la perception. Les composés qui sont les mieux perçus deviennent des substances candidates testées sur le comportement des insectes lors de la dernière étape.

Il s’agit alors de déterminer si l’odeur perçue par l’insecte est attractive ou répulsive. Ce type d’expérimentations se déroule dans des « tunnels de vols » ou des tubes en Y : des individus mâles et femelles, placés à une extrémité, sont lâchés alors qu’une odeur simple ou composée est diffusée par ventilation à l’autre extrémité de l’appareil. Le comportement des insectes, qui restent immobiles ou se déplacent vers le diffuseur, renseigne sur l’attractivité du message chimique proposé.

ARVALIS – Institut du végétal et l’Inra ont initié des travaux sur la pyrale du maïs et la bruche de la féverole afin d’explorer les perspectives offertes par ces nouvelles méthodes de lutte.

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