Publié le 2024-02-29 10:00:00. Un coléoptère ravageur, le dendroctone de l’épinette, possède une capacité surprenante : il peut transformer les substances toxiques produites par les arbres en composés encore plus puissants, lui offrant une protection accrue contre les champignons pathogènes. Une nouvelle étude révèle les mécanismes complexes de cette adaptation et ouvre des perspectives pour la lutte biologique.
- Le dendroctone de l’épinette modifie chimiquement les défenses naturelles de l’épicéa.
- Cette transformation crée des composés antimicrobiens plus efficaces, protégeant le coléoptère des infections fongiques.
- Un champignon pathogène, Beauveria bassiana, a développé une contre-stratégie pour neutraliser ces composés modifiés.
Des chercheurs de l’Institut Max Planck d’écologie chimique à Iéna, en Allemagne, ont découvert que le dendroctone de l’épinette (Ips typographus) ne se contente pas de tolérer les substances phénoliques présentes dans l’écorce des épicéas, mais les utilise activement à son avantage. Ces composés, normalement destinés à dissuader les insectes et à freiner la propagation des champignons, sont métabolisés par le coléoptère pour renforcer son propre système immunitaire.
L’étude, publiée dans la revue PNAS, met en évidence un processus biochimique fascinant. Les tissus situés sous l’écorce contiennent notamment des flavonoïdes, des substances caractérisées par une « queue de sucre ». Le dendroctone est capable de cliver cette queue, transformant ainsi le flavonoïde en une aglycone. Cette nouvelle molécule est souvent plus efficace pour inhiber la croissance des microbes et des champignons.
« Nous ne nous attendions pas à ce que les coléoptères puissent transformer les défenses de l’épicéa de manière aussi ciblée en variantes encore plus toxiques. »
Ruo Sun, chercheur principal
Pour parvenir à ces conclusions, les scientifiques ont utilisé des techniques d’analyse sophistiquées, telles que la spectrométrie de masse et la Résonance Magnétique Nucléaire (RMN). Ces méthodes leur ont permis d’identifier précisément les composés présents dans l’arbre et dans le coléoptère après ingestion, et de suivre les transformations chimiques qui s’opèrent.
Des tests en laboratoire ont confirmé que les enzymes produites par le dendroctone sont capables d’éliminer le groupe sucre des substances végétales. L’augmentation de la concentration d’aglycones a été corrélée à une activité antimicrobienne plus forte. Ce mécanisme offre au coléoptère une protection supplémentaire contre les champignons pathogènes qui pourraient l’infecter.
L’étude ne s’arrête pas là. Les chercheurs ont également examiné l’interaction entre le coléoptère et le champignon Beauveria bassiana, un agent de lutte biologique parfois utilisé pour contrôler les populations de dendroctones. Bien que son efficacité soit variable, certaines souches de ce champignon sont capables d’infecter et de tuer les coléoptères dans la nature.
Les résultats suggèrent que Beauveria bassiana a développé un mécanisme de « détoxification » pour contrer la capacité du coléoptère à transformer les substances de l’épicéa. Le champignon ajoute d’abord un sucre aux aglycones toxiques, puis un groupe méthyle supplémentaire. Le produit final est une substance inoffensive pour le champignon, qui peut même faciliter l’infection du coléoptère. De plus, le coléoptère est incapable de reconvertir cette molécule.
Pour valider cette hypothèse, les chercheurs ont inactivé les gènes fongiques impliqués dans ce processus de détoxification. Les champignons ainsi modifiés se sont révélés beaucoup moins efficaces pour neutraliser les substances toxiques et infecter les coléoptères.
Ces découvertes soulignent la complexité des interactions au sein des réseaux alimentaires et la manière dont les composés chimiques peuvent changer de fonction au cours de leur transfert d’un organisme à l’autre. Selon Jonathan Gershenzon, membre de l’équipe de recherche, « Nous montrons que le dendroctone de l’épinette peut utiliser les anticorps de l’arbre pour se défendre contre ses propres ennemis. Mais parce que le champignon Beauveria bassiana peut détoxifier ces substances, il peut infecter le coléoptère et ainsi aider l’arbre dans la lutte contre le coléoptère. »
Les résultats de cette étude pourraient avoir des implications pratiques pour la lutte biologique. En identifiant les souches de Beauveria bassiana capables de convertir efficacement les substances phénoliques, il serait possible de développer des pesticides biologiques plus performants. « Maintenant que nous savons quelles souches tolèrent les phénols antimicrobiens du dendroctone de l’épinette, nous pouvons les utiliser pour lutter plus efficacement contre les dendroctones de l’épinette », explique Ruo Sun.
Pour en savoir plus sur les épicéas, vous pouvez consulter cet article : Pourquoi l’épicéa est devenu notre arbre de Noël préféré. Une autre étude intéressante porte sur la résilience des insectes : Pourquoi seulement ressusciter des icônes comme le mammouth ? Les coléoptères oubliés méritent eux aussi une seconde chance. Enfin, découvrez comment certaines espèces de punaises se protègent des champignons : Pas d’oreille, mais quelque chose de complètement différent : l’espèce de punaise bouclier japonaise possède un organe spécial pour les champignons.
Souhaitez-vous recevoir les dernières actualités scientifiques directement dans votre boîte de réception, quotidiennement ou hebdomadairement ?
Inscrivez-vous à la newsletter ici!
Vous pouvez également écouter notre podcast scientifique:
