Le Projet

INTRODUCTION

Généralités

A la différence des parasites, qui gardent leur hôte en vie le plus longtemps possible, le développement d’un parasitoïde sur un hôte provoque la mort de ce dernier, que ce soit de façon directe ou non. Les parasitoïdes peuvent être des des nématodes, des champignons, des bactéries, des protistes des virus et des insectes.
Chez les insectes, on trouve environ 87 000 espèces de parasitoïdes réparties dans les ordres des Hyménoptères, des Diptères, des Coléoptères, des Neuroptères, des Lépidoptères et des Trichoptères. Chaque espèce de parasitoïde a ses propres caractéristiques, et chaque stade de développement d’un hôte (oeuf, larve, pupe ou adulte) peut être attaqué par l’une d’elles.
L’intérêt de réaliser des recherches sur leurs effets est du au fait que de nombreuses espèces de ravageurs sont devenues résistantes aux insecticides et pesticides utilisés pour la lutte chimique.

Le cycle parasitaire d’un insecte parasitoïde

Le cycle parasitaire peut se décomposer en 4 étapes principales, pendant lesquelles le parasitoïde utilise des signaux visuels et olfactifs pour : localiser l’habitat de l’hôte, puis l’hôte lui même. Les dernières étapes consistent à accepter l’hôte (vérification de sa taille, de l’espèce, de son état parasitaire) et à contourner ses défenses immunitaires.

Les stratégies de ponte

Les insectes parasitoïdes sont des organismes particulièrement intéressant lorsqu’on étudie l’écologie évolutive. En effet, pour pouvoir être sélectionné, il faut se reproduire, et chez ces espèces, plusieurs facteurs influencent les stratégies de ponte et le choix la proportion de mâles ou de femelles à produire.
Comme seules les femelles pondent, ce sont elles qui doivent faire les choix optimums en ce qui concerne le nombre d’oeufs à pondre, la qualité de l’hôte, son stade, le temps à rester sur une zone et le nombre de mâles ou de femelles pondus (oeuf fécondé=femelle ; oeuf non fécondé=mâle). Ces choix ont un fort aspect évolutif et répondent en général à un système coût/bénéfice.
Certaines femelles, appelées proovigéniques, se reproduisent en pondant un nombre d’oeufs déterminé au cours de leur vie. Celles ci seront plus exigeantes sur la qualité de l’hôte si le temps pour pouvoir pondre commence à manquer (comme à l’approche de la mort par exemple). Les espèces qui s’attaquent aux stades tardifs de l’hôte pondent moins d’oeufs que celles qui s’attaquent à des stades jeunes, car plus les hôtes sont de grande taille, plus l’oeuf déposé aura de chances de survivre et d’arriver à maturité. La distance entre les patchs a une influence sur le temps passé sur ce patch : plus elle est élevée, plus le parasitoïde y restera pour localiser un hôte convenable. Enfin, le sexe ratio dépend de la taille de l’hôte : les femelles étant celles qui pondent, elles ont besoin de plus de réserves énergétiques que les mâles, et ce sont donc les hôtes de meilleur qualité qui sont choisis pour elles.

ENJEUX

Les espèces nuisibles et leurs conséquences

De nombreuses espèces d’arthropodes sont aujourd’hui considérées comme nuisibles, et c’est l’ordre des Diptères qui en contient le plus. En ce qui concerne les animaux, ils s’attaquent plus particulièrement aux porcs, volailles, lapins et bovins. Ces nuisibles peuvent se développer aux dépens de l’environnement immédiat des animaux, comme la matière organique par exemple,ou se développent directement à l’intérieur ou à la surface d’autres espèces, et sont alors considérés comme des parasites. En ce qui concerne les plantes, ce sont surtout les crucifères, famille qui contient le plus de plantes cultivées et donc très importante sur le plan économique, qui sont étudiés.
Les nuisances qu’ils entraînent concernent à la fois les espèces animales et végétales qui en sont victimes, mais également l’humain, car on trouve souvent ces espèces dans les élevages hors sol. Les conséquences négatives subies par les animaux sont un taux de stress plus élevé que la normale, ainsi qu’un net affaiblissement, pouvant être lui même une conséquence du stress ou de l’absence de sommeil. Ils sont également vecteurs de virus et de maladies (exemple : salmonellose, mammites). Les conséquences sur les plantes peuvent être l’assèchement, le développement de champignons, et donc la diminution de la valeur marchande. L’impact sur la société humaine est en fait indirect. En effet, ce sont les conséquences négatives des ravageurs sur les animaux d’élevage et les plantes cultivées qui conduisent à une baisse de productivité des exploitations.

La lutte biologique grâce aux parasitoïdes

La lutte biologique consiste à utiliser des organismes vivants, appelés auxiliaires, pour contrôler les organismes nuisibles et les maintenir sous un seuil déterminé en fonction de l’impact économique de ceux ci sur la société humaine. Elle peut être menée de trois façons différentes : l’augmentation, lors de laquelle une production très élevée d’auxiliaires est nécessaire (ils sont ensuite lâchés massivement en une ou plusieurs fois) ; la conservation, qui nécessite une manipulation de l’environnement pour favoriser le développement de l’auxiliaire déjà sur place ; l’introduction, lors de laquelle l’auxiliaire est amené dans un environnement qui n’est pas le sien (cette dernière méthode nécessite beaucoup de précautions, et peut avoir des conséquences négatives imprévues au premier abord).
Les parasitoïdes étant capables de se développer dans ou sur des parasites, ils sont très utiles pour contrer les espèces nuisibles qui gênent le bon fonctionnement de certains élevages, et c’est pourquoi ils sont utilisés comme auxiliaires pour des actions de lutte biologique. Cependant, la mise en place de la lutte biologique est coûteuse et fastidieuse. Elle nécessite plusieurs étapes (échantillonnage sur le terrain, identification des ravageurs et de leurs ennemis naturels pour décider quel auxiliaire choisir, étude bibliographique pour comprendre la biologie de l’espèce, mise en place d’un élevage de petite jusqu’à grande échelle, et conditionnement plus épandage) au cours desquelles des personnes qui ont des compétences différentes interviennent. Il faut aussi obtenir les locaux et le matériel nécessaire. Au final, pour obtenir un bon protocole de lutte biologique, il faut être capable de réaliser toutes ces étapes, mais les études mises en place pour y parvenir se font à très long terme (peuvent atteindre 20 ans) avant que les résultats soient fiables.
Pour ces raisons, la lutte biologique n’est pas aussi développée que la lutte chimique, qui est à la fois moins coûteuse et plus rapide, ce qui cause des problèmes sur les plans environnemental et sanitaire.

RECHERCHES ACTUELLES

Aujourd’hui, une équipe de recherche de l’Institut National d’Horticulture est chargée de trouver des méthodes de Protection Biologique Intégrée, c’est à dire de protéger les cultures en utilisant un maximum la lutte biologique tout en la complétant avec les luttes chimique et mécanique.
L’équipe Ecobiologie des Insectes Parasitoïdes, à Rennes, possède des locaux avec salles d’élevage d’insectes, ainsi que des dispositifs (olfactomètres) utilisés pour déterminer le comportement des insectes face aux stimulations olfactives. Des coopérations internationales concernant la lutte biologique ont été créées avec différents laboratoires (Québec, Algérie, Burkina Faso, Congo). Au niveau national, cette équipe est en collaboration étroite avec l’INRA.
Les efforts concernant les crucifères sont surtout axés sur la Bretagne, car c’est de cette région que vient la plus grande proportion de leur production.

En France, l’insecte parasitoïde le plus répandu est l’Hyménoptère Encarsia formosa. Il est utilisé pour lutter contre l’Aleurode des serres, un ravageur de plantes maraîchères et plus particulièrement des tomates, qui prélève la sève des plantes et les assèche. 800 hectares de ce type de cultures sont protégés ainsi, car le ravageur résiste à la lutte chimique grâce à une pellicule cireuse qui protège ses oeufs.

PERSPECTIVES

Actuellement, pour lutter contre la mouche du chou Delia radicum, ravageur de crucifères, famille économiquement très importante, seule la lutte chimique est utilisée. Deux auxiliaires potentiels, l’Hyménoptère Trybliographa rapae et le Diptère Aleochora bilineata, sont étudiés pour un éventuel passage à la lutte biologique. Cependant, cette étude ne peut se faire que sur le long terme, et les résultats risquent d’être connus dans quelques années.

Les familles de parasitoïdes les plus étudiées sont liées à des ravageurs ayant une grande importance économique, comme les ravageurs de plantes maraîchères, aux dépens des études pouvant être réalisées sur d’autres familles. Un plus grand nombre d’études sur l’ensemble des familles apporterait de nombreuses connaissances dans des domaines tels que la phylogénétique et l’écologie évolutive et permettrait à long terme de diminuer les impacts négatifs de la lutte chimique.
La lutte biologique est aujourd’hui beaucoup plus avancée qu’il y a 20 ans, mais il y a encore de nombreuses recherches à effectuer et de fonds à obtenir pour obtenir un réel effet bénéfique sur l’environnement grâce à son utilisation.

CAS D’UNE FORET AUVERGNATE

Actuellement, l’état sanitaire des forêts auvergnates est satisfaisant. Cependant, certaines d’entre elles subissent des attaques parasitaires, ce qui affaiblit les arbres. Les conditions climatiques peuvent aussi influencer la prolifération de ces parasites.
Le dendroctone (Dendroctonus micans), insecte de la famille des Scotylidés, venant de Sibérie et étant arrivé en Auvergne à partir de 1980, s’attaque uniquement aux épicéas, et a touché plusieurs forêts en Auvergne (Luguet, Vins Hauts, Apcheix). Pour parvenir à les sauvegarder, des campagnes d’abattage des arbres contaminés, et des lâchers du prédateur de cet insecte, le Rhizophagus (Rhizophagus grandis), de la famille des Coléoptères, sont aujourd’hui organisés. Les prédateurs s’attaquent aux stades immatures des dendroctones.
Pour que la lutte biologique soit efficace, certains arbres très atteints sont parfois coupés, ce qui rend l’action du prédateur plus rapide pour les autres arbres situés alentours. Le prédateur a une capacité de recherche de la proie très forte, ce qui lui permet de maintenir la population de ravageurs très en dessous du seuil critique.

Afin de démarrer ces campagnes de lutte biologique, il a fallu réaliser des expériences préalables. En général, avant même de réaliser celles ci, des recherches bibliographiques et entomologiques sont effectuées pour déterminer quels sont les ennemis naturels du ravageur, et quels stades ils attaquent (mieux vaut choisir un prédateur de stade précoce, car le ravageur a ainsi moins de temps de faire des dégâts).
C’est aussi en observant le mode de vie du prédateur qu’on détermine s’il est lui même potentiellement dangereux pour l’environnement, par exemple en lui présentant différents insectes à parasiter (et plus particulièrement ceux que l’on trouve dans la région étudiée), pour être sûr qu’il attaque celui que l’on souhaite et qu’il n’a pas d’effet négatif sur les pollinisateurs des cultures.
Ensuite, le ravageur est élevé à petite échelle sur des structures (des rondins par exemple) infestées par le parasite. Lorsque l’efficacité de la technique (c’est à dire, le fait que le prédateur empêche bien le ravageur de pulluler) est constatée, des libérations d’un petit nombre de prédateurs sont effectuées, et on attend qu’ils s’installent.

En ce qui concerne l’élevage de Rhizophagus,le système a été amélioré au fur et à mesure : on est passé des rondins à des boîtes de polystyrène pour éviter les infestations par les champignons (capables de détruire un élevage entier) et des stimuli induisant la ponte y sont ajoutés. Son efficacité en forêt a bien été montrée ultérieurement.

Suivi

En ce qui concerne les camps, ce qui serait bien, c’est d’aller dans une forêt d’épicéas, et de regarder si le dendroctone est présent ou non. Si oui, déterminer si le prédateur est sur place ou pas. On pourrait faire un suivi par Marquage recapture (attention à ce que ça ne pose pas de problème pour l’insecte).
En gros : 1^re sortie, on se déplace au hasard et on marque tous les individus possibles ou nombre arbitraire (procédure lourde pour de petites bebetes). Nombre d’individus marqués = M
2^e sortie (je propose le lendemain parce que je n’ai aucune idée d’à quel point on aurait des chances d’en retrouver et parce que les insectes ont une durée de vie courte) : on se déplace au hasard et on refait des captures (sans se débrouiller pour capturer les marqués !)
On compte alors le nombre d’insectes que l’on a recapturés R
et ceux qui sont capturés pour la 1^re fois à la 2^e session : C
On calcule le nombre estimé d’insectes : N = MC/R
On pourrait refaire la manipulation la semaine suivante, et comparer les N obtenus. On pourrait alors savoir si la population a baissé ou augmenté, et tenter de déterminer la raison dans un cas comme dans l’autre.

Commentaire de Thomas

Ça nous raccroche directement à l’idée à valider ou invalider qu’une forêt mixte permet d’avoir une population de nuisible moins importante, du fait de la présence de prédateur. C’est donc de la lutte biologique sans avoir besoin d’aller y déposer les prédateurs. Et c’est exactement pile poil ce sur quoi veut se pencher le projet final PERCEPTION.

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