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26 avr. 2017
à 12h15

Axe écologie:
Arnaud Béchet


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Insectes défoliateurs du Québec

Dans le cadre du midi de la foresterie présenté le 5 avril dernier, M. Richard Berthiaume a présenté une conférence sur les changements climatiques et leur impact sur la biologie hivernale de trois défoliateurs du Québec. Richard Berthiaume est coordonnateur du consortium de recherche sur les insectes forestiers, iFor, et professeur associé au département de foresterie de l’Université Laval.

Insectes défoliateurs
Figure 1 Tiré de la présentation de Richard Berthiaume. Les trois plus importants défoliateurs du Québec.

Malgré une grande variabilité entre les modèles sur les changements climatiques, un consensus scientifique prédit une élévation moyenne des températures. Dans le climat québécois, cette élévation se traduit en un prolongement de la saison végétative et en un raccourcissement de la saison hivernale. Les mécanismes permettant aux insectes de survivre à l’hiver risquent fortement d’être affectés par ces changements. Une bonne compréhension de la biologie hivernale pourrait contribuer à prédire la réponse des populations d’insectes aux changements climatiques et, éventuellement, à trouver l’élément déclencheur des épidémies.

Les plus importants défoliateurs du Québec sont univoltins, c’est-à-dire qu’ils n’ont qu’un seul cycle de reproduction par année. Ils passent généralement l’hiver sous forme d’œufs, en diapause, un état qui permet aux insectes de survivre au gel. Les œufs éclosent au début de l’été pour laisser place au stade larvaire, puis à la chrysalide et à la forme adulte. Les œufs pondus à la fin de l’été ou à l’automne passent par une pré-diapause avant d’entrer dans la diapause pour les mois les plus rigoureux de l’hiver, la seule source d’énergie pour survivre à l’hiver étant celle fournie par les parents à l’oeuf. L’établissement d’une deuxième génération à l’intérieur de la même saison pour les insectes univoltins serait difficile puisque la qualité du feuillage change tout au long de la saison et que les larves ne sont pas adaptées au feuillage de fin de saison.

Les travaux de M. Berthiaume et du consortium iFor portent sur les trois plus importants défoliateurs du Québec : la tordeuse des bourgeons de l’épinette, l’arpenteuse de la pruche et la livrée des forêts. L’étude de leur biologie hivernale se traduit par l’évaluation de leur taux de survie à différentes températures, à différents scénarios climatiques, de leur point de surfusion et de leurs métabolites. Le point de surfusion est la température extrême que peut supporter un œuf avant de se cristalliser. Les métabolites sont les éléments qui permettront aux œufs de survivre au gel au courant de la saison hivernale, comme le glycérol, le glycogène, le tréhalose et le glucose.

Au niveau des impacts des changements climatiques sur la biologie hivernale de ces trois insectes, des températures plus élevées accélèrent le développement des larves au début de l’été, prolongeant la pré-diapause. Ce prolongement est accentué par l’allongement de la saison végétative directement causée par les changements climatiques. Les œufs consomment leurs réserves énergétiques quand ils sont exposés plus longtemps à des températures supérieures durant la pré-diapause. Par exemple, des températures élevées au début de la saison hivernale réduisent le taux de survie de la tordeuse des bourgeons de l’épinette. Le prolongement de la pré-diapause entraîné par les changements climatiques serait donc néfaste pour les populations de défoliateurs du Québec.

Insectes défoliateurs
Figure 2 Tiré de la présentation de Richard Berthiaume. Les changements climatiques pourraient prolonger la saison de croissance et accélérer le développement des populations, allongeant la pré-diapause.

 

De plus, contrairement à la croyance populaire, la fécondité n’est pas nécessairement augmentée par une hausse des températures. Au-delà un optimum, par exemple 18ºC pour l’arpenteuse de la pruche, la fécondité s’en trouve réduite. Encore une fois, les changements climatiques affecteraient négativement les défoliateurs du Québec.

Certaines adaptations sont toutefois possibles, comme un ralentissement du développement et un retard de l’éclosion des œufs. Différentes populations de l’arpenteuse de la pruche présentent quelques-unes de ces adaptations. M. Berthiaume a étudié onze populations provenant d’un gradient latitudinal pour leur taux de survie à différentes températures, à différents scénarios climatiques, leur point de surfusion et leurs métabolites. Parmi les onze populations, deux écotypes se distinguent, un du nord et un du sud. L’écotype du sud possède des caractéristiques le favorisant dans un climat moins rigoureux : alors que l’écotype nordique passe à travers quatre stades larvaires, l’écotype du sud montre régulièrement cinq stades larvaires, prolongeant le développement larvaire et diminuant la durée de la pré-diapause. L’éclosion des œufs est retardée dans les populations du sud et les œufs sont plus petits, mais plus nombreux. Aucune différence constante n’a été observée entre les populations pour le point de surfusion et les concentrations de métabolites.

Toutefois, les populations de l’écotype du sud ont présenté un taux de survie moindre face à une longue exposition au froid. M. Berthiaume a évoqué la possibilité qu’il s’agisse d’un effet de la taille des œufs, puisque les populations nordiques avaient de plus gros œufs, mais le lien entre de plus gros œufs et un meilleur taux de survie face au froid reste à prouver. Dans tous les cas, l’écotype du sud serait désavantagé face à un climat plus rigoureux, mais avantagé dans son environnement d’origine grâce à son développement larvaire moins rapide et sa fécondité plus élevée.

Pour conclure, des adaptations sont possibles pour les insectes forestiers face aux changements climatiques. Les populations devront toutefois s’adapter rapidement et les changements attendus pourraient s’avérer trop brusques pour leur permettre de s’adapter et de modifier leur aire de répartition. La variabilité génétique de chaque espèce jouera un rôle primordial dans leur adaptation. Ces découvertes pourraient bouleverser certaines idées reçues que les changements climatiques favoriseraient les épidémies d’insectes dans les forêts, même si des prédictions s’avèrent encore périlleuses au vue de l’incertitude à laquelle nous faisons face autant au sujet des changements climatiques qu’au sujet de la biologie de ces insectes.

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Résumé de la présentation :
Amélie Trottier-Picard, étudiante à la maîtrise en biologie, UQAT

Rediffusion

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