Les chenilles qui grignotent des feuilles de maïs ont développé un moyen intelligent d’obtenir le plus de nutriments de leurs repas: Elles utilisent leur caca pour tromper les plantes en abaissant leurs défenses.
Des scientifiques de l’Université d’État de Pennsylvanie ont récemment découvert que les chenilles automnales du légionnaire (Spodoptera frugiperda) peuvent envoyer des signaux chimiques aux plantes par leur caca, ou frasse.
« Il s’avère que la chenille frass trompe la plante en sentant qu’elle est attaquée par des agents pathogènes fongiques », a déclaré Dawn Luthe, co-auteur de l’étude, professeur de biologie du stress végétal à l’Université d’État de Pennsylvanie, dans un communiqué.
Les plants de maïs ne peuvent faire face qu’à un seul type d’attaque à la fois, alors qu’un plant de maïs est confronté à une « infection fongique » perçue, la chenille est laissée se régaler des feuilles de la plante. Normalement, une plante reconnaîtra les signatures chimiques des sécrétions d’insectes, ce qui l’aidera à savoir quand élever ses défenses. Dans de nombreux cas, cela inclut la production d’un produit biochimique qui repousse les herbivores, tels que les insectes.
Mais les signaux chimiques du caca de la chenille agissent comme des détournements astucieux, ont déclaré les chercheurs.
« La plante perçoit qu’elle est attaquée par un agent pathogène et non un insecte, elle active donc ses défenses contre les agents pathogènes, laissant la chenille libre de continuer à se nourrir de la plante », a déclaré Swayamjit Ray, doctorant en biologie végétale à Penn State et co-auteur de l’article. « C’est une stratégie écologique qui s’est perfectionnée au cours de milliers d’années d’évolution. »
Les chenilles se nourrissent généralement des feuilles dans les verticilles confinés des plants de maïs. Les bestioles défèquent généralement dans les crevasses où les feuilles rencontrent la tige, ont déclaré les chercheurs.
Les scientifiques ont étudié la relation biochimique entre le frass de chenille du légionnaire d’automne et les mécanismes de défense d’une plante en effectuant deux tests. Dans le premier test, les scientifiques ont appliqué de l’extrait de frass sur les feuilles de certaines plantes de maïs et ont comparé la croissance des chenilles de celles qui se nourrissaient de feuilles traitées avec celles qui grignotaient des feuilles non traitées.
Le deuxième test consistait à mesurer comment les feuilles de maïs traitées à la frass affectaient les performances défensives des plantes exposées à un agent pathogène fongique – dans ce cas, les spores d’un champignon responsable de la brûlure du maïs (Cochliobolus heterostrophus). Les scientifiques ont observé qu’au départ, les protéines du frass activaient une défense contre les insectes dans la plante, mais au fil du temps, à mesure que les plants de maïs étaient exposés à une plus grande partie de la protéine, les défenses des plantes se sont altérées et ont commencé à reconnaître la protéine frass comme un agent pathogène fongique au lieu d’un déchet d’insectes. produit. Cela a amené la plante à se défendre contre ce qu’elle considérait comme une menace fongique au lieu d’une menace d’insecte.
Bien que cela ne soit peut-être pas une bonne nouvelle pour les plantes souffrant d’une infestation de chenilles, les chercheurs pensent qu’il pourrait être possible d’isoler les composants spécifiques de la crotte de chenille qui renforcent les défenses d’une plante contre les agents pathogènes. Si tel est le cas, ont déclaré les scientifiques, les agriculteurs pourraient un jour développer un pesticide biologique et durable pour prévenir les infections et les maladies dans les cultures.
Les résultats ont été publiés en ligne aug. 26 dans le Journal of Chemical Ecology.
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