Antennae Vol. 8, no.2 Hiver 2001

 

Éléments de recherches pour une meilleure utilisation des prédateurs et des champignons entomopathogènes en lutte biologique

Mathieu St-Louis, Annabelle Firlej, Isabelle Gagné, Maria Gorjeltchan, Mathias Kouassi, Francine Pelletier, Caroline Provost et Franz Vanoosthuys

Les multiples problèmes engendrés par les méthodes chimiques de lutte antiparasitaire ont favorisé le développement d’alternatives biologiques de contrôle des ravageurs. Les entomophages prédateurs qui, à l’aube du siècle passé, ont contribué à l’essor même de la lutte biologique (Caltagirone et Doutt 1989), demeurent des organismes de choix pour le contrôle de nombreux ravageurs. Cependant, les problèmes reliés au cannibalisme, à la prédation intraguilde, aux élevages et aux lâchers alimentent encore les recherches dans ce domaine, de par leur incidence directe sur la réussite des programmes de lutte biologique. Les microchampignons entomopathogènes constituent une autre voie prometteuse pour le contrôle biologique d’insectes nuisibles pour lesquels aucun prédateur ou parasitoïde ne réussit à abaisser les populations.

Cet article fait état des recherches récentes réalisées dans le laboratoire de Daniel Coderre, professeur au Département des Sciences Biologiques et doyen à la Faculté des Sciences de l’Université du Québec à Montréal.


Aphidiphagie, polyphagie et cannibalisme
chez Coleomegilla maculata lengi

La coccinelle maculée Coleomegilla maculata lengi Timberlake (Coleoptera : Coccinellidae) est une espèce endémique (Gordon 1985) bien adaptée aux conditions climatiques de nos régions. Étant des plus polyphages et voraces (Hodek et Honek 1996), la coccinelle maculée est une candidate de choix comme agent de lutte de plusieurs ravageurs. De plus, cette espèce peut facilement être élevée en masse sur diète artificielle (Smith 1965) ce qui faciliterait le développement de programmes de lutte.

Malgré les progrès considérables de la lutte biologique dans différents types de culture en serres, peu de programmes ont été développés pour la culture de la laitue (van Lenteren et al. 1980). Plusieurs caractéristiques de C. maculata suggèrent qu’elle peut représenter un agent de lutte biologique efficace contre les pucerons dans cette culture. Son efficacité fut donc évaluée en comparant l’évolution des populations aphidiennes dans des parcelles isolées, avec et sans prédateurs. L’étude a permis également de comparer l’impact de C. maculata contre deux espèces de pucerons et sur des plants de différents stades de croissance. Les essais ont été réalisés durant l’été 2000 dans une portion des serres Hydroserre Mirabel produisant des laitues de type «Boston » par culture hydroponique sur flotteurs mobiles.

Les résultats montrent que l’introduction de coccinelles permet de contrôler la croissance des populations de pucerons et de diminuer la dispersion des infestations initiales. L’impact de la coccinelle est supérieur sur Macrosiphum euphorbiae (Thomas) que sur Nasonovia ribisnigri (Mosley) sur les plants en pommaison. Ce dernier colonise davantage les feuilles au centre du plant de laitue (Forbes et Mackenzie 1982) et semble donc moins accessible pour la coccinelle lorsque la pommaison du plant est amorcée. Sur les jeunes plants, l’impact de la coccinelle est le même sur les deux espèces de pucerons. L’efficacité de C. maculata  ne semble pas avoir été altérée par l’architecture plus complexe des plants de laitue plus âgés. Au contraire, la suppression des populations de pucerons est plus importante sur les plants en pommaison que sur les jeunes plants. Les résultats obtenus sont encourageants, cependant, la faible tolérance à la présence d’insectes, même bénéfiques, imposés actuellement par les critères esthétiques sévères du marché limite l’adoption de cette nouvelle méthode de lutte. En effet, l’introduction de coccinelles n’a pas permis une éradication complète des populations aphidiennes et la présence de coccinelles a été observée, à l’occasion, dans les plants récoltés à la fin des essais. Différentes options peuvent être envisagées pour augmenter l’efficacité des coccinelles et diminuer la contamination des plants récoltés mais l’utilisation d’agents de lutte biologique dans cette culture repose également sur un assouplissement de la tolérance des consommateurs face à la présence occasionnelle d’insectes dans leur laitue. F. Pelletier

La grande polyphagie qui caractérise la coccinelle maculée laisse présager une utilisation dépassant le contrôle des populations aphidiennes. Le thrips des petits fruits, Frankliniella occidentalis (Pergande), qui est un ravageur majeur des serricultures, compte parmi ses proies potentielles. L’importance de ce ravageur se traduit par son implication dans la réduction de la vigueur des plantes (Shipp et al. 1998), dans l'apparition de malformations au niveau des fruits (Rosenheim et al. 1990) ainsi que dans la transmission de pathogènes (Broadbent et al. 1987). Sa résistance croissante aux insecticides (Broadbent et Pree 1997) et le peu d'alternatives biologiques disponibles rendent son contrôle d'autant plus difficile.

Testée sur feuilles pubescentes de concombre, une culture particulièrement touchée par F. occidentalis, la consommation de thrips n’a pas différé entre l’adulte, le deuxième et le quatrième stade larvaire de C. maculata. Dans les mêmes conditions, la punaise anthocoride Orius insidiosus (Say), prédateur fréquemment utilisé pour lutter contre les thrips, s'est montrée significativement plus vorace que la coccinelle et ce, malgré une biomasse de près de 46 fois inférieure. Cependant, la différence de consommation n’était que de 1,3 thrips pour une période de 24 heures ce qui pourrait n’avoir qu’un impact limité sur la protection des cultures.

L’influence négative des trichomes du concombre sur la voracité des stades testés de la coccinelle a ensuite été démontrée en comparant la voracité mesurée sur feuilles de concombre avec celle mesurée sur feuilles glabres de haricot de Lima. Puisque la vitesse de déplacement, la fréquence de chute ainsi que le comportement de recherche n’ont pas différé entre les deux types de feuilles, il est apparu que la réduction de la voracité ait été principalement causée par l’action mécanique des trichomes sur la capacité de détection de la coccinelle.

À la lumière de ces résultats, l’utilisation efficace de C. maculata pour lutter contre le thrips des petits fruits dans des cultures de plantes pubescentes semble problématique. Le développement de variétés moins pubescentes constitue une voie intéressante pour améliorer l’efficacité des agents de lutte ainsi incommodés par la pilosité des plantes. M. St-Louis

Le cannibalisme chez les coccinelles a longtemps été considéré comme un artefact des élevages en laboratoire. Ce comportement a depuis été fréquemment observé chez les Coccinellidae et il est maintenant considéré comme un comportement commun chez ces derniers (Dixon 2000). Ce comportement est présent à tous les stades mobiles de la coccinelle (Yasuda et Shinya 1997). La forme la plus observée de cannibalisme est l’oophagie (Cottrell et Yeargan 1998). Malgré l’importance du cannibalisme chez les coccinelles, les raisons pour lesquelles ce comportement est si fréquent n’ont pas été clairement identifiées. Nos résultats ont pu aider à comprendre certains aspects nébuleux du cannibalisme chez C. maculata.

Nos études ont démontré que les néonates cannibales de la coccinelle maculée étaient avantagées par la consommation des œufs conspécifiques comparativement à une consommation de pucerons. Nous essayons présentement, en collaboration avec le Docteur Allen C. Cohen de l’université du Mississippi, de savoir si les stérols présents dans les oeufs sont responsables des avantages rencontrés chez les néonates cannibales. Nous avons également observé une forte préférence des néonates pour les œufs conspécifiques, et ce, même en présence de plus fortes densités de pucerons. L’analyse des stimuli chimiques qui seraient impliqués dans cette préférence est présentement en cours avec la collaboration du Dr Park, de l’université de Iowa.

La préférence des néonates de C. maculata pour les œufs conspécifiques contraste avec l'étude de Kalushkov (1994), dans laquelle les larves de quatrième stade de Propylae quatuordecimpunctata (L) préféraient les pucerons. Ainsi, nous avons étudié le comportement cannibale des stades plus âgés de C. maculata pour déterminer si l’attraction chimique des œufs conspécifiques était spécifique aux néonates. Nous avons observé une préférence des larves de 2e stade pour les œufs conspécifiques. Contrairement aux néonates, cette préférence était attribuable à la vulnérabilité de leur proie. L’incidence du cannibalisme pour les stades plus âgés serait simplement une conséquence de la fréquence des rencontres avec les œufs conspécifiques. Cependant, chez les néonates, le cannibalisme serait plutôt relié à une attraction chimique vers les œufs conspécifiques. I. Gagné


Stratégies d'utilisation de Hyaliodes vitripennis
en verger de pommiers.

L’utilisation de prédateurs dans un programme de lutte biologique implique une connaissance des caractéristiques biologiques et comportementales de l’insecte afin de maximiser son efficacité contre le ravageur visé. La punaise translucide, Hyaliodes vitripennis Say (Heteroptera : Miridae), est un prédateur généraliste dont les stades nymphaux et adultes se nourrissent, entre autres, d’acariens phytophages dommageables aux pommiers (le tétranyque rouge du pommier, Panonychus ulmi (Koch) (Horsburgh 1969) et le tétranyque à deux points, Tetranychus urticae Koch (Arnoldi et al. 1992)). Une étude antérieure effectuée dans des vergers du sud-ouest du Québec a démontré un effet répresseur du prédateur sur les populations de P. ulmi et T. urticae (Brodeur et al. 1999). L'importance du potentiel de la punaise translucide comme agent de lutte biologique contre les acariens phytophages nous incite à étudier les composantes suivantes: la possibilité d’un élevage de masse en laboratoire, les interactions avec les prédateurs présents en vergers et enfin la stratégie d’introduction du prédateur en verger.

Les programmes de lâchers d’entomophages requièrent la disponibilité d’un large nombre d’agents biologiques et donc d’un élevage de masse efficace (Nordlund 1998). L’élevage d’un entomophage peut se réaliser à l’aide de proies naturelles élevées sur une plante hôte ou de proies alternatives ou d'une diète artificielle. Cette dernière option est plus pratique d’utilisation et souvent moins coûteuse à produire (Waage et al. 1985). Une première étude a permis de sélectionner une diète artificielle pour l’élevage de H. vitripennis, basée sur celle servant à l’élevage de la coccinelle maculée, C. maculata (Coderre, non publié). Sur cette diète, environ 56% des nymphes de second stade atteignent le stade adulte en une moyenne de 17,4 jours. Cependant, l’élevage en laboratoire nécessite un supplément en proies animales afin d’améliorer la durée de vie des adultes et leur fécondité. Les proies animales utilisées sont des tétranyques à deux points (T. urticae) ou des oeufs de l’alucite des grains (Sitotroga cereallea (Oliv.)).

En ce qui concerne la ponte, les femelles déposent leur œufs, en conditions naturelles, sous l’écorce tendre des pommiers afin qu’ils passent l’hiver sur l’arbre (Horsburgh 1969). En conditions d’élevage, nous avons développé un site de ponte artificiel, mais une diapause obligatoire limite présentement l’élevage à un maintien des nymphes et adultes en laboratoire durant l’été. A Firlej.

Les interactions entre prédateurs sont fréquentes mais souvent négligées lors d’études sur les agents de lutte. La prédation intraguilde (IGP) est une interaction de prédation entre deux prédateurs d’une même guilde, qui partagent une même proie, et qui a comme issue la mort d’un des deux individus (Polis et al. 1989). L’IGP est présente dans plusieurs écosystèmes agricoles et constitue fréquemment la source d’échec lors de l’implantation d’un programme de lutte biologique (Rosenheim et al. 1995). L’IGP entre la punaise trans-lucide et deux prédateurs d’acariens présents en verger, Harmonia axyridis Pallas (Coleoptera : Coccinellidae) et Amblyseius fallacis (Garman) (Acarina : Phytoseiidae), a été caractérisée. Des expériences en laboratoire ont permis d’évaluer le niveau de symétrie de l’interaction ainsi que l’impact de la présence d’une proie extraguilde (T. urticae) sur l’issue de l’IGP. Les résultats obtenus démontrent qu’il y a bel et bien une interaction entre H. vitripennis et les deux autres prédateurs. Les niveaux de prédation varient en fonction des stades de vie étudiés et la symétrie observée est plutôt unidirectionnelle pour une espèce. En présence de H. axyridis, la punaise est victime de prédation, cependant, en combinaison avec A. fallacis, H. vitripennis est l’espèce prédatrice. Enfin la présence de T. urticae influence le niveau de prédation dans les deux combinaisons de prédateurs, tel que l’avait démontré l’étude de Lucas et al. (1998) chez des prédateurs aphidiphages. Les résultats obtenus impliquent différents facteurs (taille, mobilité, stade de vie, voracité des prédateurs et proie extraguilde) qui influencent l’issue des interactions et qui doivent être considérés dans un programme de lutte biologique. C. Provost

Les lâchers d’insectes entomophages ont de meilleures chances de réussite s’ils sont effectués avec un nombre adéquat d’individus et pour des sites d’introduction choisis en fonction des caractéristiques spécifiques du prédateur, comme sa capacité de détection des proies (Huffaker et al. 1976). L'objectif principal de cette étude était de préciser la stratégie de lâcher de la punaise prédatrice H. vitripennis. La densité du prédateur comme la distance d’introduction par rapport aux proies, n’apparaît pas influencer la réponse des nymphes de quatrième stade de H. vitripennis en terme de consommation de T. urticae, pour des densités allant de un à quatre prédateurs (pour 24 proies) et des distances allant de 0 à 60 cm. Des tests en olfactométrie à quatre voix utilisant des odeurs provenant de feuilles de pommier saines, des complexes T. urticae – feuilles de pommier et T. urticae – feuilles de haricot de Lima semblent montrer que les adultes de H. vitripennis n’utilisent pas ces stimuli olfactifs pour localiser leurs proies. F. Vanoosthuyse


Beauveria bassiana
, un champignon prometteur

Les microchampignons entomopathogènes occupent une place privilégiée parmi les agents microbiens de lutte biologique. En effet, leur mode d’action assez particulier, par ingestion ou par contact, permet de contrôler efficacement tous les stades du ravageur. Beauveria bassiana (Balsamo) Vuillemin (Hypho-mycetes) (Moniliale) est un champignon microscopique pathogène pour de nombreux insectes et il est naturellement présent dans les écosystèmes (Ferron et al. 1993). B. bassiana pourrait être un excellent candidat comme mesure alternative aux pesticides de synthèse dans le cadre d’un programme de lutte biologique ou de lutte intégrée en agroécosystème.

La punaise terne (PT), Lygus lineolaris (Palisot de Beauvois) est un ravageur phytophage cosmopolite et d’importance économique en Amérique du Nord. Elle a développé une résistance quasi totale à tous les pesticides chimiques homologués. Au niveau de la lutte biologique, des essais assez timides de contrôle avec des auxiliaires de lutte se sont avérés insatisfaisants. La chrysomèle rayée du concombre (CRC), Acalymma vittatum (Fabricius), est l’un des principaux insectes nuisibles des cultures de cucurbitacées et le principal vecteur de certaines maladies (Pitblado et Lucy 1994). À l’heure actuelle, il n’y a aucun agent de lutte biologique efficace contre la CRC (Gillespie et Shipp 1994).

L’objectif principal de notre recherche est de sélectionner des isolats de B. bassiana en vue de leur utilisation en champ contre ces ravageurs. Des bioessais en condition de laboratoire ont permis de tester la pathogénicité d’une quarantaine d’isolats contre la PT et la CRC.

Les résultats des tests d’infectivité ont permis de sélectionner 5 isolats (X1, X2, X3, X4 et X5) hautement pathogènes contre les adultes de PT. Le calcul des paramètres de pathogénicité, entre autres la CL50, CL90 et la TL50, TL90, ont donné les meilleurs résultats jusqu’à présent dans la littérature. Les tests de compatibilité avec les fongicides aux doses recommandées par les manufacturiers ont permis de sélectionner les isolats utilisables en champ de céleri et de laitue compatibles avec les fongicides usuels; Bravo 500 (Chlorothalonil); Manzate 200 DF (ethylene-1,2-bis-dithiocarbamate); Botran (2,6-dichloro-4-nitroaniline); Zineb 80 W (Zinc dimethyldithiocarbamate). Les tests en champ effectués au cours de l’été 2000 à Sherrington, avec l’isolat X1 à la concentration 109 conidies/ml, ont donné 85.88, 98.43 et 100 % de mortalité au 4e, 7e et 10e post-traitement respectivement. Ces mortalités élevées démontrent le potentiel du champignon à contrôler efficacement la PT dans les conditions de champ. Alors que dans la littérature il est rapporté que les conidies de B. bassiana sur les feuilles ont un temps de survie très bref ne dépassant pas une semaine (Daoust and Pereira 1986), nous avons démontré que les spores de l’isolat X1 peuvent demeurer plus de 26 jours sur les feuilles de céleri et de laitue et, encore plus intéressant, conserver leur pouvoir infectieux. L’isolat X1 peut garantir, sur une longue période, une protection efficace des plants contre la PT sous les conditions d’ensoleillement élevé, de température et d’humidité relative variables. Dans la seconde partie des expériences en champ, nous avons comparé l’efficacité de l’isolat X1 et l’insecticide systémique Cygon (Dimethoate). Il ressort que l’isolat X1 est aussi efficace que le Cygon en champ. Plus intéressant, alors qu’une résurgence (présence de larves) était observée à partir du 10e jour dans les parcelles traitées avec l’insecticide et dans les parcelles témoins, ni larves, ni dommages de nutrition n’étaient enregistrés dans les parcelles traitées avec le champignon. M. Kouassi

Les résultats des bioessais sur la CRC ont révélé deux isolats (U1 et U2) hautement pathogènes pour les adultes de la génération de printemps et des différences intraspécifiques de la susceptibilité des deux générations adultes. La génération d’été s’est avérée moins susceptible aux isolats fongiques testés. Les effets pré-létaux et sub-létaux testés sur les adultes de la CRC avec les isolats sélectionnés n’ont pas démontré de réduction de la voracité et du potentiel reproductif. Après le traitement par l’isolat le plus virulent (U2), nous avons obtenu, contre toute attente, une augmentation de la fécondité et de la fertilité des femelles de la génération d’été. La sensibilité des adultes de la CRC après l’hibernation (génération de printemps) et l’augmentation du potentiel reproductif des femelles de la génération d’été s’expliquent par la réaction des adultes de la CRC aux différents stress (l’hibernation et la contamination par les isolats de B. bassiana). M. Gorjeltchan

L'intérêt de ces études est de mieux comprendre quelques-uns des facteurs pouvant affecter l'efficacité des programmes de lutte biologique. Il est à souhaiter que les recherches dans ce domaine permettront d'étendre le champ d'action des agents de lutte biologique qui, à l’instar de leurs succédanés transgéniques et chimiques, peuvent garantir une certaine sécurité alimentaire et environnementale. À brève échéance, l'utilisation des méthodes biologiques de lutte comme composante de stratégies globales de lutte contre les ravageurs semble très prometteuse. Cependant, pour que cette méthode de contrôle puisse véritablement être appliquée, ces recherches devront aussi être accompagnées d’un effort d’éducation auprès du public qui semble encore préférer l’invisibilité chimique à la visibilité entomologique.

Références

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Les auteurs sont étudiants gradués au laboratoire de Daniel Coderre au département des Sciences Biologiques de  l’UQÀM.

 

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Dernière mise à jour: 27 mars 2002