Exposé Chercheur Invité

Le parfum de la défense des plantes en forêt amazonienne

Elodie Courtois (CNRS)

Les plantes et les insectes représentent à eux seuls plus de 50% des organismes vivants et leur diversité est particulièrement importante dans les forêts tropicales. Les interactions entre les plantes et les insectes herbivores pourraient être un des facteurs majeurs de la diversification de ces deux groupes d’organismes. Cette diversification s’est accompagnée de l’apparition d’un ensemble de traits de défense des plantes, en particulier de composés chimiques qui permettent de limiter l’impact des herbivores. L’objectif de cette thèse est d’étudier différents aspects de l’écologie et de l’évolution des traits de défense des arbres tropicaux.

Dans une première partie, je me suis intéressée aux composés organiques volatils (COVs), en particulier les monoterpènes et les sesquiterpènes, des composés de défense dont l’importance pour les espèces tropicales reste mal connue. J’ai montré que ces composés sont très répandus parmi les arbres tropicaux et que certaines espèces possèdent un grand nombre de sesquiterpènes différents. Cette diversité chimique n’est pas uniformément répartie et les espèces appartenant aux ordres des Laurales, Magnoliales et Sapindales présentent en général les mélanges de composés volatils les plus divers. La diversification des ces composés dans les différentes lignées d’arbres tropicaux présente des patrons macroévolutifs différents. A l’échelle individuelle, les COVs présents dans les feuilles et l’écorce diffèrent et le mélange émis par l’écorce a tendance à contenir un plus grand nombre de composés ce qui serait liée à un investissement important dans la défense du bois, un organe essentiel à la survie de la plante. A l’échelle interspécifique, les espèces qui possèdent un plus grand nombre de sesquiterpènes dans l’écorce ont tendance à être attaquée par moins d’espèces de longicornes, un groupe d’insectes prédateurs du bois.

Dans une deuxième partie, j’ai étudié les variations de traits foliaires reliés à la défense (dureté et densité des feuilles) et à l’efficacité de la photosynthèse (contenu en azote et en phosphore et specific leaf area ou SLA – surface fraiche divisé par la masse sèche –). J’ai mis en évidence un changement dans la distribution de ces traits entre les communautés de plantules dans le sous-bois et les communautés d’arbres de canopée : les arbres ont tendance à posséder des feuilles plus dures, plus denses et avec une valeur de SLA plus faible que les plantules. Ces changements sont en partie dus à des variations intraspécifiques au cours de l’ontogénie : pour 26 espèces présentes à la fois dans les communautés de plantules et dans les communautés d’arbres, j’ai montré que les traits foliaires à l’état d’arbre sont positivement corrélés à ceux de l’état plantule mais les arbres adultes possèdent des feuilles plus dures, plus denses et avec de plus grandes quantités d’azote et de phosphore que les plantules.

Le résultat majeur de cette thèse est de mettre en lumière l’importance et la diversité des terpènes volatils dans la défense des arbres tropicaux. De futures études centrées sur ces composés devraient permettre d’améliorer nos connaissances sur leur importance écologique et évolutive dans les interactions entre les plantes et les herbivores en milieu tropical.

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