Volatils induits par les herbivores et interactions tritrophiques

Écologie & évolution · Master 2

Jasmonate, caryophyllène et parasitoïdes : le signal d'alarme chimique des plantes attaquées.

Introduction

Lorsqu'une plante est attaquée par des herbivores, elle active des défenses induites : voie du jasmonate (réponse aux herbivores mâcheurs et aux nécrotrophes) et voie de l'acide salicylique (agents biotrophes). Elle émet aussi des composés organiques volatils induits (HIPV : terpènes, indole, salicylate de méthyle, composés de feuilles vertes) qui attirent des ennemis naturels des herbivores : parasitoïdes et prédateurs. Cette interaction à trois niveaux trophiques est dite tritrophique.

Un cas célèbre : chez le maïs, les racines attaquées par la chrysomèle des racines (Diabrotica virgifera) émettent du (E)-β-caryophyllène qui attire des nématodes entomopathogènes (Rasmann et al., 2005, Nature, travaux de l'équipe de Ted Turlings à l'Université de Neuchâtel). Certaines variétés européennes l'ont perdu, ce qui illustre le coût évolutif de la sélection végétale.

Ces mécanismes ouvrent des pistes de protection intégrée : sélectionner des variétés émettrices, utiliser des plantes-pièges ou répulsives (push-pull) et lier la protection biologique à l'écologie chimique.

Objectifs d'apprentissage

Distinguer défenses constitutives et induites, voies JA et SA
Décrire les HIPV et leur rôle pour les ennemis naturels
Expliquer l'exemple du caryophyllène du maïs et ses implications
Discuter les applications et les limites en protection intégrée

Concepts clés

Défenses induites: Défenses activées après attaque, moins coûteuses que les défenses constitutives.
HIPV: Composés organiques volatils émis par une plante attaquée, attractifs pour les ennemis naturels.
Tritrophique: Interaction entre plante, herbivore et ennemi naturel.
Push-pull: Stratégie de lutte combinant plantes répulsives et plantes-pièges.

Conclusion

Les plantes parlent par des volatils qui attirent des alliés contre les herbivores.

L'écologie chimique offre des outils de protection intégrée mais exige de tenir compte de l'évolution des traits.

Cartes

Quelle voie répond aux herbivores mâcheurs ?: La voie de l'acide jasmonique (JA).
Quelle voie répond aux pathogènes biotrophes ?: La voie de l'acide salicylique (SA).
Que sont les HIPV ?: Des composés volatils induits par les herbivores, qui attirent des parasitoïdes et prédateurs.
Qu'est-ce qu'une interaction tritrophique ?: Une interaction entre trois niveaux : plante, herbivore et ennemi naturel.
Quel composé attire les nématodes sur le maïs ?: Le (E)-β-caryophyllène émis par les racines attaquées par Diabrotica.
Quel laboratoire suisse a travaillé sur ce système ?: L'équipe de Ted Turlings à l'Université de Neuchâtel.
Pourquoi cette émission a-t-elle été perdue chez certaines variétés ?: La sélection pour le rendement a pu négliger des traits de défense indirecte.
Qu'est-ce que le push-pull ?: Une stratégie utilisant une plante répulsive et une plante-piège pour protéger la culture.

Glossaire

Jasmonate: Hormone de défense végétale.
Parasitoïde: Insecte dont la larve se développe aux dépens d'un hôte.
Nématode entomopathogène: Nématode tuant les insectes.
Défense indirecte: Défense reposant sur des alliés de la plante.
Terpène: Famille de composés volatils.
Plante-piège: Plante attractive qui détourne les ravageurs.