Effets des arbres voisins sur l’herbivorie des feuilles : pourquoi devrions-nous nous soucier de la spécialisation des insectes ?
Shihong Jia et Bastien Castagneyrol discutez de leur article: ‘Effets des arbres voisins sur l’herbivorie des feuilles : la spécialisation des insectes compte plus que les caractéristiques des feuilles de la plante hôte.’
Arrière-plan
Les insectes herbivores se nourrissent de plantes et jouent un rôle crucial dans la détermination des performances des plantes, de la dynamique des populations et des communautés. Ce rôle est particulièrement important dans les forêts où les insectes herbivores peuvent modifier la composition du couvert forestier en endommageant les semis et les jeunes arbres. Mais comment la force des insectes herbivores est-elle influencée par les voisins d’une plante ?
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Ce n’est pas une question nouvelle. Par exemple, le Hypothèse Janzen-Connell suggère que les insectes herbivores peuvent exercer plus de pression sur les semis ou les jeunes arbres qui poussent à proximité d’arbres adultes de la même espèce. En d’autres termes, les plantes entourées de voisins plus diversifiés peuvent subir moins de pression de la part des insectes herbivores.
Un nombre croissant d’études ont examiné l’impact des arbres voisins sur les insectes herbivores dans le cadre d’expériences hautement contrôlées. Les chercheurs ont découvert que les peuplements mixtes d’arbres sont plus résistants aux herbivores que les monocultures. Les raisons peuvent être complexes. Par exemple, une étude antérieure a montré que les arbres voisins provoquent des modifications des traits des feuilles, ce qui contribue à protéger les plantes des insectes.
Il existe un fort soutien expérimental en faveur d’un effet bénéfique de la diversité des arbres sur la résistance des arbres aux insectes herbivores. Bien que les expériences hautement contrôlées soient des outils puissants pour isoler les facteurs affectant l’herbivorie, elles simplifient souvent à l’excès la réalité. Une question se pose alors : la diversité des arbres réduit-elle l’herbivorie des insectes chez les jeunes arbres dans le monde très complexe des forêts, et si oui, comment ?
Les idées derrière notre étude
Les insectes adoptent différentes stratégies pour se nourrir des plantes. Par exemple, les « mâcheurs », comme leur nom l’indique, mâchent les feuilles des plantes et peuvent se déplacer librement entre les feuilles et les arbres s’ils n’aiment pas leur nourriture ou leur emplacement. Il s’agit notamment d’espèces mobiles, telles que de nombreux coléoptères et chenilles se nourrissant librement. En revanche, les « mineurs » vivent dans les feuilles et n’ont donc aucune possibilité de s’échapper d’une source de nourriture pauvre. Étant donné que la plupart des recherches à ce jour se sont concentrées sur les mâcheurs, nous souhaitions comprendre comment les effets des arbres voisins variaient avec d’autres formes d’herbivores. Nous avons émis l’hypothèse qu’il y aurait plus de spécialisation chez les mineurs que chez les mâcheurs, conduisant à une association plus forte entre les arbres voisins et les herbivores foliaires.
Notre étude
Nous avons étudié l’effet de la diversité et de l’identité des arbres voisins sur les caractéristiques des feuilles et l’herbivorie des insectes chez des jeunes arbres de neuf espèces d’arbres à feuilles caduques, dans une forêt de feuillus tempérée chaude du centre de la Chine.
Dans l’ensemble, nous avons mesuré les dommages foliaires causés par les insectes mâcheurs et mineurs sur 7 372 feuilles provenant de 442 jeunes arbres. Nous avons quantifié cinq caractéristiques des feuilles connues pour être importantes pour attirer ou dissuader les insectes herbivores : la surface spécifique des feuilles, leur épaisseur et le rapport carbone : azote, ainsi que la teneur en sodium et en silicium, pour un sous-ensemble de jeunes arbres. Nous avons recensé tous les arbres d’un diamètre à hauteur d’homme supérieur ou égal à 5 cm et situés dans un rayon de 20 m du jeune arbre focal. Nous avons calculé la diversité des espèces d’arbres voisins, la diversité phylogénétique et la densité conspécifique.
Ce que nous avons trouvé
Nous avons constaté que la diversité et l’identité des arbres voisins influençaient le niveau de dommages causés par l’extraction des feuilles, mais pas par les herbivores broyeurs. Bien que les traits des feuilles affectent le niveau d’herbivorie, la diversité et l’identité des arbres voisins ont eu peu d’effet sur les traits des feuilles des jeunes arbres focaux.
Notre étude a abordé une question importante et de longue date : dans quelle mesure la force des insectes herbivores sur les plantes varie-t-elle en fonction de la diversité et de l’identité des espèces végétales voisines. Nous avons confirmé dans le monde réel ce qui avait été déduit d’expériences hautement contrôlées. Nous sommes allés plus loin et avons souligné l’importance de considérer la spécialisation des insectes herbivores pour comprendre les impacts des arbres voisins sur les herbivores, notamment dans les forêts naturelles.
Leçons que nous avons apprises
Notre étude a des implications pour la gestion forestière car elle implique que l’augmentation de la diversité des arbres adultes voisins, en particulier pour les espèces éloignées, peut être importante pour réduire les dommages causés par les insectes herbivores spécialisés.