Les insectes et les micro-organismes qui se nourrissent de plantes, coupent les feuilles, modifient les tissus des feuilles ou produisent des taches foliaires et d'autres types de dommages, sont généralement appelés nuisibles et considérés comme nuisibles. Pourtant, les interactions entre les plantes et leurs ennemis naturels sont d'importantes sources de biodiversité. P>

Dans les forêts tropicales par exemple, ces « ravageurs » font partie de grands réseaux écologiques dont dépend le fonctionnement des écosystèmes. S'ils déclinent, la forêt entière pourrait être affectée, avec des conséquences mal comprises.

Un article publié dans le Journal of Ecology montre que la perte de grands mammifères herbivores comme les tapirs, les cerfs et les pécaris peut être un facteur de déclin des interactions entre les plantes et leurs ennemis naturels.

"La richesse en espèces végétales augmente à court terme en l'absence de grands mammifères qui se nourrissent de plantes et piétinent ou modifient la structure du sol. Les agents pathogènes ayant des relations très spécifiques avec les plantes hôtes, leur capacité à se propager et à poursuivre leur cycle de vie diminue en zones avec une plus grande richesse en espèces.

"Un déclin des interactions plantes-pathogènes pourrait avoir des conséquences évolutives pour les deux", a déclaré Carine Emer, première auteure et co-correspondante de l'article. L'étude décrite a été menée alors qu'elle était boursière postdoctorale à l'Institut des biosciences de l'Université d'État de São Paulo (IB-UNESP) à Rio Claro, au Brésil.

Une autre raison possible de la baisse de l'abondance des agents pathogènes en l'absence de grands herbivores est le fait que ces mammifères parcourent de longues distances dans la forêt et transportent des micro-organismes entre les plantes, ce qui n'arrive pas lorsqu'ils disparaissent localement.

Les résultats rapportés dans l’article résultent de deux projets. L'étude la plus récente, "DEFAU-BIOTA :les effets de la défaunation sur le carbone du sol et la diversité fonctionnelle des plantes dans la forêt tropicale atlantique", est dirigée par Mauro Galetti, professeur à l'IB-UNESP et dernier auteur de l'article.

L'autre projet était ""Conséquences écologiques de la défaunation dans la forêt tropicale atlantique", également dirigé par Galetti, qui travaille depuis 2009 sur une expérience d'exclos d'herbivores comprenant un grand nombre de parcelles forestières paires ouvertes-fermées, mesurant chacune 15 mètres carrés, dans quatre sites dans l'État de São Paulo. Les parcelles fermées sont clôturées pour empêcher l'entrée des grands mammifères. Les animaux peuvent se déplacer librement dans et hors des parcelles ouvertes.

Des pièges photographiques installés sur toutes les parcelles permettent aux chercheurs d'observer les effets de l'exclusion des pécaris, tapirs, cerfs, pacas et agoutis (exclos) sur les plantes et les sols, ainsi que sur les interactions écologiques comme la consommation de feuilles par les insectes. Des recherches antérieures du groupe ont démontré l'importance des grands mammifères pour la fertilisation des sols, la structuration spatiale des communautés végétales et la dispersion des graines dans les forêts.

Galetti est également l'un des chercheurs principaux du Centre de recherche sur la biodiversité et le changement climatique (CBioClima), un Centre de recherche, d'innovation et de diffusion (RIDC).

Mammifères, insectes et micro-organismes

Dans leur dernière étude, les chercheurs ont analysé les dommages causés à 10 050 feuilles de 3 350 plantes dans 86 parcelles situées dans les régions d'Itamambuca, d'Ilha do Cardoso, du parc national Carlos Botelho et de Vargem Grande Paulista.

Ils ont classé les dommages aux feuilles en cinq groupes fonctionnels, y compris les dommages causés par les insectes (tels que les larves de coléoptères et les papillons) et par les agents pathogènes (tels que les bactéries, les champignons et les virus). Ils ont analysé les feuilles de plantes mesurant 1 m ou moins. Ces arbres et autres plantes appartiennent au sous-étage, la couche de végétation située entre le couvert forestier et le sol forestier, et se trouvent à un niveau approprié pour que les grands herbivores puissent enlever les feuilles.

Les chercheurs ont évalué les dommages causés aux feuilles sur une échelle de 0 (aucun dommage) à 6 (75 à 99 % de dégâts). Dans les zones dépourvues de grands herbivores (parcelles fermées), les dommages totaux aux feuilles étaient inférieurs de 9 % (par rapport aux parcelles ouvertes) et les dommages causés uniquement par des agents pathogènes étaient inférieurs de 29 %. Il n'y avait pas de différences significatives dans les dégâts causés par les insectes sur les parcelles fermées et ouvertes.

"Les plantes interagissent avec leurs ennemis naturels depuis des milliers d'années dans une course aux armements impliquant attaque et défense. Les défenses qu'elles ont développées sont à la fois physiques et chimiques. Les agents pathogènes et autres ennemis naturels créent de nouvelles formes d'attaque, et les plantes réagissent avec de nouvelles défenses. .

"Ce processus est essentiel pour produire et maintenir la biodiversité car il peut conduire à l'émergence de nouvelles espèces de plantes et d'organismes qui interagissent avec elles", a déclaré Emer, actuellement chercheur au Jardin botanique de Rio de Janeiro et à l'Institut Juruá.

À long terme, une réduction de l’interaction plante-pathogène pourrait signifier que le processus cesserait de contribuer à la biodiversité via la sélection naturelle. Récemment, par exemple, des chercheurs allemands ont analysé des feuilles fossiles et ont montré comment des changements majeurs dans les structures de la végétation au cours des 66 derniers millions d'années ont conduit à une perte d'interactions et de diversité fonctionnelle chez certains groupes d'insectes herbivores.

Une tendance similaire pourrait s'être produite à la suite de la perte d'agents pathogènes dans les zones sujettes à des changements dans les structures végétales dus à la perte de grands mammifères.

"Notre étude a produit des résultats innovants et mérite pour cette raison d'être étendue à d'autres zones de la forêt tropicale atlantique du Brésil et à d'autres forêts tropicales. Quoi qu'il en soit, elle a mis en évidence un problème supplémentaire qui peut être causé par l'extinction des grands mammifères, " dit Emer.

Nacho Villar, l'autre auteur correspondant de l'article, est actuellement chercheur à l'Institut néerlandais d'écologie (NIOO-KNAW). Les co-auteurs Natália Melo, Valesca Ziparro et Sergio Nazareth ont réalisé le travail de terrain et l'identification botanique.

Plus d'informations : Carine Emer et al, L'interaction entre la défaunation et la diversité phylogénétique affecte les dommages causés aux feuilles par les ennemis naturels des plantes tropicales, Journal of Ecology (2024). DOI :10.1111/1365-2745.14273

Informations sur le journal : Journal d'écologie

Fourni par FAPESP