La performance biologique et le comportement alimentaire de trois espèces de lépidoptères

Dans l’environnement terrestre, les insectes représentent un des groupes d’organismes vivants les plus importants au niveau de la biomasse, de l’abondance et de la richesse (Strong et al., 1984}. Certains insectes phytophages sont en compétition directe avec les êtres humains en interférant avec les industries agricoles et forestières (e.g.: la Pyrale du mais, Ostrinia nubila/is, et la Tordeuse des bourgeons de l’épinette, Choristoneura fumiferana) (Borror et al., 1989), car ces insectes causent une diminution de la croissance et une mortalité de leur plante-hôte.

Les populations d’insectes ravageurs sont dites « épidémiques » (« epidemie », « eruptive », Priee et al., 1990), c’est-à-dire qu’elles oscillent à de grandes amplitudes dans le temps (Nicholson, 1933, 1954). Elles peuvent suivre des cycles bimodaux d’une période d’une dizaine d’années. Dans un premier temps, les densités sont très faibles et presques non-détectables, et, dans un deuxième temps, les densités augmentent à des niveaux très élevés où les insectes peuvent souvent défolier complètement leur plante-hôte (Campbell et Sloan, 1978). Par contre, ces insectes ne représentent qu’une très faible proportion de tous les insectes; près de 1 % des lépidoptères de l’Amérique du Nord (Faeth, 1987) et près de 3 % des lépidoptères de l’Amérique du Nord et de l’Europe (Hunter, 1995). La majorité des insectes phytophages ont des densités plutôt faibles et stables en fonction du temps (Watt, 1965).

Ces différences entre les dynamiques des populations d’insectes (épidémique vs non-épidémique) ne sont pas clairement élucidées (Barbosa et Schultz, 1987, Priee et al., 1990). C’est pourquoi il y a un regain d’intérêt auprès des écologistes pour la dynamique des populations d’insectes herbivores (voir rétrospective: Cappuccino et Priee, 1995). Deux avenues ont été explorées par les écologistes jusqu’à maintenant: les facteurs externes, c’est-à-dire les ennemis naturels des populations, et les facteurs internes, c’est-à-dire les traits biologiques (« life-history traits ») des insectes.

Facteurs externes

Beaucoup de chercheurs ont tenté d’expliquer les différences au niveau de la dynamique des populations d’insectes par les facteurs externes qui influencent les taux de natalité, de mortalité, d’immigration et d’émigration (Dempster, 1983; Nothnagle et Schultz, 1987). Des variations de facteurs environnementaux, comme la température (e.g.: Tenow, 1972), l’humidité (e.g.: Ehrlich et al., 1980), la luminosité (e.g.: Benkevish, 1972) et le stress causé par la pollution (e.g.: Larsson et Bjôrkman, 1993) ont été mises en évidence pour expliquer les brusques augmentations de densité de certains insectes. Les facteurs biotiques ont également été longuement étudiés pour déterminer leur action sur les populations d’espèces épidémiques et non-épidémiques. À un niveau trophique supérieur, les ennemis naturels jouent généralement un rôle de contrôle des populations; les parasitoïdes (Hassell et May, 1974; Eickwort, 1977; Anderson et May, 1980; Hassell, 1980; 1985; Murdoch et Reeve, 1987; Cappuccino, 1987; 1988) et les virus (Myers, 1990; Rothman et Myers, 1994; Myers et Kuken, 1995) semblent particulièrement importants. La compétition entre les insectes herbivores est un autre facteur fortement étudié, qui a été controversé (Hairston et al., 1960; Murdoch, 1966; Janzen, 1973; Kalin et Knerer, 1977; Lawton et Strong, 1981; Crawley et Pattrasudhi, 1988; Mopper et al., 1990; Auerbach, 1991) mais qui est accepté aujourd’hui (Denno et al., 1995). À un niveau inférieur, les interactions plantes-insectes, qui impliquent les impacts des modifications de la qualité nutritive des plantes (West 1985; Faeth, 1986; Harrison et Karban, 1986; Karban, 1986; Tallamy et Raupp, 1991), expliquent certains cycles d’épidémies d’insectes phytophages (Haukioja, 1980; Neuvonen et Haukioja, 1984; Haukioja et al., 1985).

Traits biologiques (« life-hlstory traits ») 

Des traits biologiques propres à certains insectes peuvent être associés à une tendance à être épidémique (South wood et al., 197 4; Nothnagle et Schultz, 1987; Wallner, 1987; Hunter, 1991; 1995). Les traits les plus importants sont: une fécondité élevée (Southwood et al., 197 4; Stubbs, 1977). des moyens de défense contre les ennemis associés à une couleur aposématique (Boevé, 1991; Hunter, 1991 ). une tendance à pondre les oeufs en groupe (Jones, 1977; Stamp, 1980; Root et Kareiva, 1984), un comportement grégaire lors de l’alimentation (Watt, 1965; Knerer et Atwood, 1973; Hanski, 1987; SillénTullberg, 1990; Root et Cappuccino, 1992; Haack et Mattson, 1993; Larsson et al., 1993) et une capacité réduite à se disperser par le vol (Hébert, 1983; Wallner, 1987; Hunter, 1995).

La dichotomie « insectes épidémique-insectes non-épidémiques » peut également être rattachée à d’autres dichotomies reliées aux traits biologiques. Southwood et al. (1974) mentionnent que les insectes épidémiques ont peut-être une stratégie de reproduction « r » (fécondité élevée, faible longévité, plusieurs générations par année), tandis que les insectes non-épidémiques ont possiblement une stratégie « K » (fécondité faible, longévité élevée, peu de générations par année).

Hanski (1987) et Nothnagle et Schultz (1987) ont proposé que les insectes épidémiques concentrent les risques de mortalité, tandis que les insectes non épidémiques les dispersent (théorie de « risk-spreading » ou « bet-hedging » développée par den Boer, 1968). Cette stratégie de concentration ou de dispersion des risques est intéressante, puisqu’elle fait ressortir l’importance de la dynamique spatiale pour expliquer les différentes dynamiques temporelles des insectes. En effet, le patron spatial (distribution des oeufs, distribution des larves et faculté de dispersion) des insectes semble être le trait qui revient le plus souvent dans la littérature, pour différencier les insectes épidémiques des insectes nonépidémiques (Hunter, 1991; Hunter, 1995). Les insectes non-épidémiques se dispersent par des comportements alimentaires et d’oviposition pour éviter des facteurs dépendants de la densité ou pour réduire la variabilité de leur performance (« risk-spreading »). Les insectes épidémiques « concentrent » les risques de contrôle en étant grégaires et en ayant un faible pouvoir de dispersion. Cette stratégie donne d’autres avantages, via la dilution des risques de prédation pour chaque individu (Hamilton, 1971; Cappuccino, 1988; Turchin et Kareiva, 1989), les défenses contre les ennemis naturels (Vulinec, 1990; Boevé, 1991; Codella et Raffa, 1993) et l’exploitation de la nourriture (Berryman, 1972; Tsubaki et Shiotsu, 1982; Breden et Walde, 1987; Damman, 1994). C’est dans cette optique que Rhoades (1985) a élaboré une théorie sur les implications du patron spatial des insectes via la résistance chimique des plantes pour expliquer les différences entre la dynamique des insectes épidémiques et non-épidémiques.

Table des matières

INTRODUCTION
1 Problématique générale
2 Facteurs externes
3 Traits biologiques (« life-history traits »)
4 Résistance chimique des plantes
5 Hypothèses de Rhoades
6 Objectif et hypothèses
CHAPTTRE 1
LA PERFORMANCE BIOLOGIQUE ET LE COMPORTEMENT
ALIMENTAIRE DE TROIS ESPÈCES DE LÉPIDOPTÈRES APRÈS
DÉFOLIATION DU BOULEAU BLANC (BETULA PAPYRIFERA MARSH.)
INTRODUCTION
MATÉRIEL ET MÉTHODES
1 Site de l’étude
2 Insectes à l’étude
2.1 Description
2.2 Provenance des insectes
CHAPITRE 2
3 Expériences de performance biologique
3.1 Traitements
3.2 Introductions et élevages des insectes
3.3 Paramètres mesurés
4 Expériences de comportement et de préférence alimentaire
4.1 Comportement alimentaire en milieu naturel (1994)
4.2 Préférence alimentaire en laboratoire (1995)
RÉSULTATS
1 Performance
2 Préférence alimentaire
LISTE DES FIGURES
Figure Page
1 Survie relative des larves (stade 1) des lépidoptères pour les années respectives
2 Quantité de feuillage consommée par les lépidoptères en 1995
CONCLUSION

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