Carine Emer sur les interactions complexes entre les plantes et leurs ennemis naturels dans les forêts tropicales

Il était une fois… les grands mammifères prospéraient dans les forêts tropicales luxuriantes d’Amérique du Sud. Ces géants ont évolué pour devenir des ingénieurs clés des écosystèmes, agissant comme des régulateurs descendants des processus écologiques, soit en s’attaquant à d’autres animaux de plus petite taille, soit en se nourrissant de plantes, en mangeant des fruits et des graines, en broutant et en mâchant des feuilles et des branches, ou même en piétinant et en piétinant. changer la structure du sol.

Néanmoins, l’évolution parallèle de créatures plus anciennes, plus petites et incroyables s’épanouissait continuellement : les insectes ! De nos jours, ces « minuscules » organismes (peut-être pas si) sont responsables d’environ 18 % de toute la biomasse consommée chaque année dans les forêts tropicales et leurs relations complexes avec les plantes, qu’elles agissent comme pollinisateurs, prédateurs de graines ou herbivores de feuilles, jouent un rôle fondamental dans la vie des plantes. fitness et diversification évolutive.

Photo 1 et 2. Les tapirs (Tapirus terrestris) sont le plus grand herbivore des forêts tropicales dont l’extinction affecte indirectement les interactions plantes-pathogènes. Photo : JP Krajewski.

Si l’on y regarde de plus près, les micro-organismes « invisibles » qui régulent peut-être tous les autres niveaux trophiques, les pathogènes, jouaient silencieusement leur rôle dans les réseaux trophiques complexes des forêts tropicales. Les agents pathogènes peuvent ici être des champignons, des bactéries et/ou des virus qui endommagent les tissus des feuilles. Ce sont les chaînons manquants dans la plupart des études empiriques sur les interactions animaux-plantes, même si leur importance est sans aucun doute importante. Par conséquent, la manière dont ces interactions multitrophiques (c’est-à-dire les interactions entre les grands animaux et les plantes et leurs ennemis naturels) sont structurées reste une énigme pour les scientifiques.

Le pécari à lèvres blanches (Tayassu pecari) est un grand mammifère herbivore mais on peut encore le trouver dans de vastes fragments de la forêt atlantique. Elle est menacée de défaunation (« vulnérable » sur la liste rouge de l’UICN) et son absence impacte largement le fonctionnement de l’écosystème. Photo : PJ Krajewski

Pour compliquer encore les choses, les humains sont arrivés et ont prospéré ! Et avec eux, la chasse et la transformation de l’habitat, qui à l’époque moderne ont conduit à un processus appelé défaunation. La défaunation est un impact humain mondialement reconnu, dans lequel les grands animaux sont les premiers à disparaître en raison des activités humaines. Nous disposons donc désormais d’un réseau d’interactions complexes, dans lequel les humains affectent les grands mammifères, qui modifient la structure de l’habitat tout en se nourrissant d’animaux et de plantes plus petits, qui à leur tour interagissent avec des insectes et des agents pathogènes. Comment ces interactions se produisent, via des effets directs ou indirects, et comment elles affectent le fonctionnement des écosystèmes, tel est l’objectif de notre étude dans la forêt atlantique du Brésil.

Un sous-étage tropical attaqué par des ennemis naturels dans la forêt atlantique, au Brésil. Photo : André Assis Bherig.

Nous avons travaillé dans quatre zones protégées de l’État de São Paulo, célèbre pour sa mégalopole du même nom, qui abrite également, étonnamment ou non, certaines des zones les plus préservées et les plus riches en biodiversité de la forêt atlantique. Nos quatre sites d’étude ont des compositions différentes de grandes communautés d’herbivores, mais néanmoins, un riche assemblage d’espèces peut être trouvé dans chacun d’eux. En raison des différentes pressions humaines, les sites diffèrent par la présence de la plus grande espèce de mammifère vivant au sol, le pécari à lèvres blanches (Pêcheurs de Tayassu) et le tapir (Un tapir terrestre). Bien que les deux espèces soient présentes sur le site d’Itamambuca, seuls les pécaris à lèvres blanches sont présents dans le parc national d’Ilha do Cardoso ; au parc d’État Carlos Botelho, seuls des tapirs sont trouvés et aucune des deux espèces n’est présente au parc Vargem Grande. Cependant, d’autres espèces de grands herbivores, comme les pécaris à collier (Les pêcheurs volent), cerf brocket (Mazama sp.), pacas (Cuniculus paca), et agoutis (Dasyprocta spp.) sont également présents sur les sites en nombre variable, notamment à Vargem Grande. On sait peu ou presque rien des communautés d’insectes et de parasites de ces régions.

Dans ce domaine écologique, nous avons étudié comment la défaunation et la diversité phylogénétique des grands mammifères herbivores affectent les interactions plantes-ennemis naturels, en nous concentrant sur quatre guildes d’insectes et la guilde des agents pathogènes. Nous avons profité d’une expérience à long terme (DEFAU-BIOTA), créée en 2015 et entretenue par les groupes du Dr Mauro Galetti, notamment par M. Sergio Nazareth et le Dr Valesca Ziparro (voir photographie), qui connaît très bien la région. L’expérience suit un modèle en binôme, avec 86 parcelles ouvertes-fermées situées le long de vallées, de collines et de plateaux sous une forêt tropicale dense et pluvieuse. L’équipe a suivi tous les semis et jeunes arbres qui poussent et meurent au fil des ans, marquant et identifiant chaque plante ! Avec la permission du Dr Ziparro qui s’occupe avec passion de ces petites plantes, nous avons choisi au hasard trois sous-parcelles dans chacune de ces parcelles pour estimer les dommages causés aux feuilles en utilisant le classique « dirzômetro » – un outil d’évaluation rapide sur le terrain pour estimer le pourcentage de feuilles consommées par différentes plantes. guildes d’ennemis naturels des plantes. Les résultats sont plutôt surprenants : les insectes n’ont pas été affectés par la défaunation mais les parasites le sont ! Comment cela se produit et ses conséquences sur le fonctionnement des écosystèmes peuvent être lus dans notre article principal.

Lire l’article par ​​Emer, Carine, Nacho Villar, Valesca B. Ziparro, Sergio Nazareth, Natália Mello et Mauro Galetti. 2024. L’interaction entre la défaunation et la diversité phylogénétique affecte les dommages causés aux feuilles par les ennemis naturels des plantes tropicales. Journal d’écologie 00 : 00-00. DOI 10.1111/1365-2745.14273. Vous pouvez lire l’article ici : https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1365-2745.14273

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Images du sol montrant le dispositif expérimental et une partie du travail sur le terrain. Photos : Mauro Galetti, Rafael SC Alves, Patrícia A. Ferreira, Carine Emer et Calebe P. Mendes.