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Les changements environnementaux passés impactent des communautés d’insectes phytophages 

Une équipe de chercheurs américains et français ont mené une étude sur la réponse aux changements environnementaux sur des temps longs chez un groupe de noctuelles foreuses de graminées et leurs plantes-hôtes. Parmi les principaux résultats publiés le 30 novembre 2018 dans la revue Nature Communications, l’équipe de recherche internationale montre que les noctuelles et les graminées étudiées ont eu des dynamiques adaptatives opposées, en lien direct avec les changements de température.

Dégâts d'une chenille de noctuelle foreuse de l'espèce Pirateolea piscator sur une tige de Pennisetum macrourum.. © Inra, Bruno LE RU
Par Gael KERGOAT
Mis à jour le 14/12/2018
Publié le 07/12/2018

Les milieux ouverts, favorables à la diversification des insectes ?

Les changements climatiques passés au cours des 20 derniers millions d’années, notamment la forte baisse du taux de carbone atmosphérique, ont conduit à l’expansion des écosystèmes ouverts (prairies, savanes) à travers le monde. Dans les régions les plus chaudes ces écosystèmes sont dominés par des graminées (Poaceae) dont le cycle photosynthétique est de type C4, un des trois modes de fixation du carbone des êtres vivants. En réponse à l’apparition de ces nouveaux macroécosystèmes, de nombreuses communautés d’herbivores ont développé des adaptations spécifiques leur permettant de mieux assimiler les tissus de ces plantes, lesquels sont souvent fibreux et peu digestibles.

Chez les mammifères, l’hypothèse classiquement retenue est que l’expansion des milieux ouverts a constitué une zone adaptative permettant une diversification accélérée de communautés d’herbivores spécialistes, en lien avec le développement d’innovations-clés en termes de morphologie dentaire et d’assimilation des végétaux. Afin de tester cette hypothèse chez les insectes, une équipe internationale associant des chercheurs français (Inra, IRD, CNRS, MNHN) et américains (University of Florida et USDA) a conduit une étude à large échelle portant sur un groupe de noctuelles foreuses de graminées, les Sesamiina (qui comptent plusieurs ravageurs des cultures, comme par exemple la sésamie du maïs, Sesamia nonagrioides), et leurs plantes hôtes préférentielles, des graminées en C4 de la sous-famille des Panicoideae. Ces résultats ont été publiés le 30 novembre 2018 dans la revue Nature Communications.

Noctuelles et graminées, des dynamiques adaptatives opposées

Pour cette étude les chercheurs ont travaillé sur deux jeux de données moléculaires (le premier composé de 245 espèces de noctuelles séquencées, et le second de 800 espèces de Panicoideae) ainsi que sur des données écologiques collectées pendant 13 ans dans 17 pays d'Afrique sub-saharienne et plusieurs pays en Europe. Ils ont ensuite conduit toute une série d'analyses afin d’inférer les dynamiques évolutives respectives des deux groupes, noctuelles et graminées, en lien avec les changements passés de l’environnement. Cette étude visait aussi à mieux comprendre l’évolution des préférences d’hôtes d’un groupe de noctuelles qui compte plusieurs ravageurs majeurs de cultures céréalières (maïs et sorgho), dont la sésamie du maïs (Sesamia nonagrioides) qui est présente dans le sud de la France.

Parmi les principaux résultats les chercheurs montrent que les deux groupes ont eu des dynamiques adaptatives opposées, en lien direct avec les changements de température (la baisse des températures a bénéficié aux Panicoideae alors qu'elle a eu un effet négatif sur la diversification des foreurs). Globalement les résultats de cette étude vont à l'encontre de l'hypothèse communément admise que les changements environnementaux en lien avec l'expansion des prairies/savanes ont systématiquement favorisé la diversification des herbivores associés aux graminées en C4.

Contact(s)
Contact(s) scientifique(s) :

  • Gael KERGOAT UMR1062 CBGP Centre de Biologie pour la Gestion des Populations

Référence

Kergoat GJ, Condamine FL, Toussaint EFA, Capdevielle-Dulac C, Clamens AL, Barbut J, Goldstein PZ & Le Ru B. 2018. Opposite macroevolutionary responses to environmental changes in grasses and insects during the Neogene grassland expansion. Nature Communications. 9 : 5089. DOI : 1038/s41467-018-07537-8
https://www.nature.com/articles/s41467-018-07537-8