Les pucerons sont l'un des visiteurs les moins bienvenus du jardin. Ces petits insectes peuvent causer des dégâts importants en agriculture, mais comment choisissent-ils concrètement leurs plantes hôtes ? Quels sont les mécanismes de base derrière cela? Des chercheurs des universités de Bonn et de Kassel présentent maintenant deux nouveaux modèles qui peuvent être utilisés pour analyser la vision des couleurs des pucerons et donc la façon dont les animaux réagissent aux plantes. Cela ouvre de nouvelles possibilités pour de futures recherches sur ce sujet, mais peut également être pertinent pour des applications agricoles. L'étude a été publiée dans la revue Philosophical Transactions of the Royal Society B:Biological Sciences .

On sait depuis des années que les pucerons affectionnent particulièrement la couleur jaune, c'est pourquoi des pièges de couleur jaune sont parfois utilisés en agriculture pour surveiller les pucerons dans les cultures. Pour leur étude actuelle, les chercheurs ont déployé un total de plus de 200 pièges de couleur avec environ 70 couleurs différentes sur le terrain au cours de deux printemps consécutifs.

À l'aide d'un spectromètre de lumière, ils ont mesuré les spectres dits de réflectance des couleurs individuelles pour chaque longueur d'onde. "Le spectromètre nous permet de quantifier objectivement les couleurs. C'est important parce que les humains perçoivent les couleurs très différemment des insectes, nous ne pouvons donc pas nous fier à nos yeux pour cela", explique le professeur Thomas F. Döring, responsable de l'étude, de l'Institut. of Crop Science and Resource Conservation (INRES) à l'Université de Bonn.

Les données de réflectance et les données comportementales, c'est-à-dire le nombre de pucerons capturés par piège, ont ensuite constitué la base de deux modèles mathématiques. L'objectif était de corréler les données de réflectance et de comportement, et ainsi de savoir quelles longueurs d'onde sont déterminantes pour la réponse du puceron.

Deux modèles avec des résultats similaires

Dans le premier modèle, les scientifiques ont incorporé des données déjà connues sur les photorécepteurs stimulés lorsque les pucerons recherchent de la nourriture. Le deuxième modèle s'est passé des données physiologiques et n'a considéré que le comportement des animaux et les données de réflectance mesurées par couleur. Pour ce modèle, les chercheurs ont appliqué une méthode statistique spéciale appelée régression des moindres carrés partiels (PLSR).

Les deux modèles sont arrivés à des conclusions similaires. Dans un premier temps, ils ont confirmé la préférence des pucerons pour la couleur jaune. Deuxièmement, les deux modèles suggèrent un mécanisme neuronal spécifique qui contrôle le comportement visuel des pucerons. "Le fait que les résultats des deux évaluations soient finalement si similaires nous a surpris", déclare le Dr Sascha M. Kirchner de l'Université de Kassel. "Mais le résultat est si fort qu'il ne peut pas s'agir d'un artefact mathématique."

Une conclusion des chercheurs :même pour les espèces de pucerons pour lesquelles aucune donnée physiologique n'est disponible à ce jour, la nouvelle méthode d'évaluation, associée à des stimuli de couleur sélectionnés, peut aider à fournir des informations plus précises sur le comportement visuel. "De cette façon, nous pourrions éviter des études électrophysiologiques coûteuses sur les animaux à l'avenir", souligne Döring, membre du domaine de recherche transdisciplinaire "Sustainable Futures" et du PhenoRob Cluster of Excellence de l'Université de Bonn.

Pont entre la biologie et l'agriculture

Avec leur étude, les chercheurs combinent d'une manière particulière la recherche biologique et agricole. En neurobiologie, les pucerons ne servent normalement pas d'organismes modèles pour étudier les mécanismes de base. Dans l'agriculture, cependant, ces analyses comportementales ne sont souvent pas appliquées en raison de leur niveau de détail. "Nous avons essayé de construire un pont entre la science appliquée et la recherche fondamentale dans notre étude", explique l'écologiste de terrain Thomas Döring.

Plus précisément, les nouveaux modèles pourraient aider à optimiser les pratiques agricoles existantes, telles que les méthodes dites de paillage qui peuvent modifier l'arrière-plan visuel des cultures et ainsi "cacher" les plantes hôtes des ravageurs. Les résultats pourraient également être pertinents pour les tentatives de changement de couleur des feuilles, par exemple par la sélection ou une fertilisation spéciale. L'étude actuelle fournit déjà des preuves que les feuilles de blé sont plus attrayantes pour les pucerons lorsqu'elles sont fertilisées avec de faibles niveaux d'azote que lorsqu'elles sont traitées plus intensivement avec de l'azote.

Pourquoi jaune ?

La question reste ouverte de savoir pourquoi les pucerons ont en fait une telle préférence pour le jaune - après tout, leur nourriture est constituée de feuilles de plantes vertes. "Nous pouvons maintenant expliquer cela physiologiquement, mais le bénéfice sous-jacent pour les pucerons n'est toujours pas clair", déclare Thomas Döring.

Dans de futures études, lui et ses collègues aimeraient étudier plus en détail l'effet de la lumière UV, ce qui est intéressant à la fois pour les applications en protection des cultures et d'un point de vue biologique.

De plus, l'étude fournit des preuves préliminaires que certaines espèces de pucerons réagissent quelque peu différemment de la majorité. La question de savoir si ce comportement est fondamentalement différent doit également être clarifiée dans des investigations ultérieures. + Explorer plus loin

Les pucerons manipulent leur nourriture