Changements climatiques : le rôle des prédateurs

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  • Le 18 mars 2013

  • Marie Lambert-Chan

L’irrésistible coccinelle est aussi une redoutable prédatrice, dont le travail contribue à contrer l’effet des variations climatiques extrêmes sur la biodiversité. (Image: iStockphoto)Pour mieux résister aux variations climatiques extrêmes, les écosystèmes ont besoin de prédateurs. Leur présence contrebalance les effets de la température sur leurs proies. C'est ce que des chercheurs du Département de sciences biologiques de l'Université Montréal ont démontré en laboratoire en reproduisant une chaine alimentaire constituée de plants de poivron rouge, de pucerons verts du pêcher et de coccinelles.

 

«Il y a de plus en plus d'évènements climatiques extrêmes comme des vagues de chaleur, des tempêtes de neige, des inondations et des sècheresses. À l'heure actuelle, on connait peu l'incidence de ces changements brusques sur les organismes vivants et leurs interactions. La majorité des études se sont penchées sur les conséquences des changements climatiques sur les écosystèmes en utilisant des températures constantes. Nous voulions aller un peu plus loin en simulant des fluctuations de température», explique Arnaud Sentis, premier auteur de l'étude publiée dans Global Change Biology.

Pendant 10 jours, le chercheur a fait varier la température dans trois écosystèmes. Dans le premier, on trouvait uniquement des plants de poivron rouge. Le deuxième était composé de plantes et d'herbivores, en l'occurrence les pucerons. Dans le dernier, on a ajouté un prédateur, la coccinelle.

Arnaud SentisCinq conditions climatiques ont été étudiées: une température constante de 23 °C, un pic quotidien à 30 °C, un pic bihebdomadaire à 30 °C, un pic quotidien à 40 °C et un pic bihebdomadaire à 40 °C.

«Les populations de pucerons diminuaient beaucoup lorsque la température augmentait, mais demeuraient stables quand on introduisait les coccinelles dans l'écosystème», observe M. Sentis.

Les populations de pucerons sont régulées par des facteurs abiotiques, comme la température, l'humidité et le vent, et des facteurs biotiques, soit la présence de prédateurs et de nourriture. Dans ce cas-ci, la présence de prédateurs accroit le contrôle biotique des populations de pucerons et, par conséquent, affaiblit l'influence des variations climatiques sur ces insectes.

«On ne s'y attendait pas, car au cours d'expériences antérieures on avait noté que les coccinelles consommaient davantage de pucerons lorsque la température s'élevait. On pensait donc que les coccinelles exacerberaient l'effet des vagues de chaleur sur les pucerons», remarque Arnaud Sentis.

Les mécanismes de défense des pucerons ont aussi souffert de la hausse de température, ajoute le chercheur. «Durant l'été, les pucerons ont généralement un mode de reproduction asexuée, c'est-à-dire qu'une femelle accouche de nymphes femelles. Ces dernières ne sont habituellement pas ailées mais, lorsque les conditions sont stressantes, comme en présence de coccinelles, les mères donnent plutôt naissance à des pucerons ailés qui peuvent alors fuir la colonie. Lorsque la température change brusquement, on remarque une baisse de production des individus ailés.»

De leur côté, les plantes et les coccinelles n'ont pas semblé incommodés par l'augmentation soudaine de chaleur. «C'est une bonne nouvelle pour les agriculteurs, qui tentent de réduire l'abondance des pucerons pour protéger leurs récoltes tout en préservant les prédateurs comme les coccinelles», signale M. Sentis.

De la coccinelle au loup

Le biologiste se dit assez confiant que son modèle puisse se répéter à l'intérieur d'autres écosystèmes. «D'autres chercheurs ont observé le même phénomène en milieu naturel, dit-il. Par exemple, des scientifiques ont montré que, en réintroduisant le loup dans le parc national de Yellowstone, les populations de charognards étaient moins sensibles aux effets d'un épisode de réchauffement causé par El Niño. Avant cette réintroduction, l'abondance des charognes dépendait des conditions climatiques tandis qu'elle est maintenant dépendante des loups.»

Arnaud Sentis a effectué cette recherche alors qu'il menait son projet de thèse sous la direction des professeurs Jacques Brodeur, de l'UdeM, et Jean-Louis Hemptinne, de l'Université de Toulouse. Il poursuit présentement un postdoctorat à l'Université de Bohême du Sud, en République tchèque, où il étudie l'action de la température et de la concentration de nourriture sur le développement d'insectes aquatiques.

Marie Lambert-Chan