Une plante peut ‘sentir’ l’insecte ravageur pour déclencher sa défense

Généralement la plante ne peut pas se sauver de la mouche qui occasionne tellement de dégâts, mais le Solidage géant (Solidago altissima)  peut se protéger tout d’abord en « sentant » son attaquant et ensuite en lançant ses défenses, d’après une équipe internationale de chercheurs.

« Nous avons trouvé une autre arme dans l’arsenal de défenses que les plantes pourraient utiliser contre leurs assaillants herbivores, dans ce cas, la plante pourrait recevoir un signal chimique très spécifique d’un herbivore pour détecter sa présence et se préparer à une attaque future », a déclaré Anjel Helms, un chercheur post doctoral en entomologie, à Penn State (USA).

Selon Helms, les mouches de l’espèce Eurosta solidaginis sont des spécialistes qui, dans l’Etat de Pennsylvanie, se nourrissent uniquement de le Solidage géant (Solidago altissima). Les mouches mâles émettent un mélange de produits chimiques attrayant pour les femelles. Une fois que les femelles arrivent et que les œufs sont fécondés, les femelles déposent leurs œufs dans la tige de la plante. Après l’éclosion des œufs, les larves commencent à se nourrir du tissu à l’intérieur de la tige. On pense que les produits chimiques dans la salive des larves provoquent une croissance anormale de la plante et forment une galle, ou une enveloppe protectrice du tissu végétal, autour des larves.

« Les mouches réduisent fortement les performances de la plante en diminuant le nombre de graines qu’elle produit, ainsi que la taille de ces graines », a déclaré John Tooker, professeur agrégé d’entomologie à Penn State. « C’est parce que lorsque les tissus de la plante sont endommagés par l’insecte, il détourne son énergie de la production de graines vers la production de la galle ».

Helms et ses collègues ont déjà constaté que les plantes du Solidage géant exposées aux substances chimiques des mouches mâles produisaient des quantités plus importantes d’une substance chimique de défense connue sous le nom d’acide jasmonique lorsqu’elles étaient endommagées par des ravageurs.

Dans leur étude actuelle, les scientifiques ont cherché à identifier les composés chimiques spécifiques que cette plante détecte et à déterminer sa sensibilité à ces composés.

Les chercheurs, y compris ceux du Département Américain de l’Agriculture, de l’Université de Hambourg en Allemagne et de l’ETH Zurich en Suisse, ont d’abord identifié les composés chimiques qui composent les émissions chimiques de la mouche masculine. Après avoir identifié et quantifié les composés dans l’émission de mouche masculine, les chercheurs ont exposé les plants du Solidage géant   individuellement à chacun des composés et ont examiné leurs réponses de défense. Ils ont constaté que les plantes ont répondu plus fortement à un composé dans le mélange appelé E, S-conophthorine.

« E, S-conophthorine est le composé le plus abondant émis par les mouches », a déclaré Helms. « Le composé semble fournir une indication forte et fiable à détecter pour les plantes ».

Ensuite, l’équipe a examiné la sensibilité du Solidage géant à E, S-conophthorine en exposant les plantes à différentes concentrations du composé et en mesurant leurs réponses de défense.

« Nous avons constaté que les plantes de la verge d’or sont sensibles à de petites concentrations de ce composé », a déclaré Tooker. « Ceci est significatif, car cela signifie probablement que la plante a un mécanisme dédié pour percevoir ce composé. Les résultats confirment que la verge d’or peut détecter un seul composé de la mouche, en soutenant l’idée qu’il existe une étroite relation co-évolutionnaire entre ces deux espèces. En d’autres termes, au fur et à mesure que la mouche s’adapte pour profiter de la plante, la plante s’adapte pour se protéger de la mouche ».

Les résultats ont été publiés le 24 août dans la revue ‘Nature Communications’.

Selon Tooker, le travail précédent de l’équipe a été le premier à démontrer qu’une plante « sent » son ravageur herbivore, et son travail actuel est le premier à documenter exactement ce que les plantes détectent.

« La façon dont les plantes perçoivent les produits chimiques volatils est encore mal connue », a déclaré Tooker, « avoir une molécule un peu unique ou distincte à explorer ce mécanisme est prometteur pour  le futur ».