Impact du réchauffement climatique sur la

Journée Forum Recherche-Partenariat, INRA-Montpellier SupAgro,18 janvier 2007
BemisiaRisk
“ Impact du réchauffement climatique sur la Protection
Biologique et Intégrée : Bemisia, un cas emblématique “
Olivier Bonato - Jacques Fargues
UMR Centre de Biologie et Gestion des Populations, Montpellier
(1) Changement climatique Températures extérieures ?
Hypothèse prédictive Augmentation moyenne température de l’air de + 2.2°C
Simulation en plein champ
Période hivernale = augmentation + 1°C à + 2.5°C
avec un pic de + 5°C en décembre
Plein champ
Période estivale = augmentation + 2°C à + 4°C
Avec un minimum de + 0.3°C en août
In: Fatnassi, H., Boulard, T. & Tchamitchian, M. 2003. Etude sur les conséquences
du changement global de climat sur la production de tomate sous serre dans la
région d’Avignon. C. R. AIP INRA Changement Climatique et Effet de Serre.
(2) Changement climatique Températures sous serre ?
Hypothèse prédictive Augmentation moyenne température de l’air de + 2.2°C
Simulation Base moyenne annuelle sous serre = + 1°C
Serre
Période hivernale = augmentation nulle + 0°C
Période estivale (Mai-Août) + 2.3°C sous serre sans filet insect-proof
+ 2.5°C sous serre avec filet insect-proof
SANS FILET
Ŧmin
Ŧ max
AVEC FILETS
Ŧmin
Ŧ max
AVRIL
+ 1.90
+ 1.91
+ 1.70
+ 1.62
MAI
+ 3.44
+ 5.06
+ 3.54
+ 5.39
JUIN
+ 3.32
+ 1.37
+ 3.53
+ 1.61
JUILLET
+ 1.00
- 0.08
+ 1.08
+ 0.11
In: Fatnassi,
Fatnassi, H., Boulard,
Boulard, T.
T. & Tchamitchian,
Tchamitchian, M. 2003. Etude sur les consé
conséquences du changement global de climat sur la production de tomate
tomate
sous serre dans la ré
région d’
d’Avignon. C. R. AIP INRA Changement Climatique et Effet de Serre.
Serre.
(3) Changement climatique Réponses des organismes
Réponse phénotypique
fourchette = limites de leur gamme de tolérance
Adaptations génétiques
spécialisation de certains génotypes aux contraintes
Changement et/ou extension d’aire géographique
l’espèce suit le déplacement des fronts climatiques limitant son extension: colonisation ou abandon
des aires
Maintien de la distribution géographique
limites des tolérances phénotypiques pas franchies ou
mécanisme génétique adapté aux nouvelles contraintes
(4) Changement climatique Dynamique des populations
Paramètres biologiques
durée et mortalité des différents stades, fécondité fonction de l’àge et de la longévité des
femelles, fertilité des œufs, sex-ratio de la descendance, etc.
Paramètres démographiques
Taux net de reproduction, Ro, durée moyenne d’une génération, G, taux intrinsèque
d’accroissement naturel, r, et taux fini d’accroissement, λ
Tables de vie
Impact d’un facteur de mortalité (ex: agent de lutte biologique) sur une population ciblée
(4) Changement climatique Dynamique des populations
Survie de l’espèce ciblée : Bemisia tabaci
et de son prédateur, la punaise Macrolophus caliginosus
Taux de survie
100
B. tabaci
M. caliginosus
80
60
5°C
2°C
40
20
0
15
20
25
Température (°C)
30
35
(4) Changement climatique Dynamique des populations
Influence de la température sur la biologie du développement => modèles démographiques
Survie
AR1[T(t)
]
Démarche : modèle à retard distribué x modèle de flux énergétique
AR2[T(t)
]
ε1[t,T(t)]
Survie
ε2[t,T(t)]
Survie
ε3[t,T(t)]
AR3[T(t)
]
Mâles
ŒUFS
Q1(t)
Devel.
k1/DEL1[T(t)]
1/DEL1[T(t)]
IMMATURES
Q2(t)
Devel.
k2/DEL2[T(t)]
Temp.
(T)
1/DEL2[T(t)]
Sex Ratio
[T(t)]
FEMELLES
Q3(t)
Fécondité
β2[T(t)]
Migration
[T(t)]
Vieillissement
k3/DEL3[T(t)]
1/DEL3[T(t)]
tps
chrono.
(t)
(4) Changement climatique Dynamique des populations
Phénologie: générations de Bemisia tabaci
Température moyenne (°C)
30
(Hypothè
(Hypothèse pré
prédictive Augmentation moyenne tempé
température de l’l’air de + 2.2°
2.2°C)
Donné
Données d’
d’observation en 2005 sous abri à Alenya
Donné
Données de simulation en 20.. sous abri à Alenya
Température en 20..
25
Température en 2005
20
G1
G1 G2
G3 G2
G3
15
S 17 S 18 S 19 S 20 S 21 S 22 S 23 S 24 S 25 S 26 S 27 S 28 S 29 S 30
Temps (semaines)
Journée d'information scientifique et technique, INRA Avignon, 2 février 2006
Le changement climatique: quelles conséquences pour l'agriculture et la sylviculture régionales?
(4) Changement climatique Dynamique des populations
Phénologie: générations de Bemisia tabaci
(Hypothè
(Hypothèse pré
prédictive Augmentation moyenne tempé
température de l’l’air de + 2.2°
2.2°C)
3
Effectifs adultes (log)
Donné
Données d’
d’observation en 2005 sous abri à Alenya
Donné
Données de simulation en 20.. sous abri à Alenya
G3
G2
G2
2
G1
G1
4s
1
3s
2s
G3
0
S 17 S 18 S 19 S 20 S 21 S 22 S 23 S 24 S 25 S 26 S 27 S 28 S 29 S 30
Temps (semaines)
Journée d'information scientifique et technique, INRA Avignon, 2 février 2006
Le changement climatique: quelles conséquences pour l'agriculture et la sylviculture régionales?
(4) Changement climatique Dynamique des populations
Schéma de la démarche: (3) modèles démographiques multispécifiques
PREDATEUR
système proie-prédateur
TF
MC
Simulations de l’impact de la
température sur le
fonctionnement des systèmes
immat .
o eufs
MC
MP
Bemisia-Macrolophus
Bemisia-Eretmocerus,
etc.
No
MP
MC
MP
Na/ B
FP
TE
mal es
TE
MC
FP
po llen
exudat
et c...
B
Na/ No
i mmat .
MC
MC
TD
Na
MP
oeu fs
FP
feme lles
MP
PROIE
Macrolophus
caliginosus
adu lt es
MC
TF
QF
f euill e
MC
TE: vieillissement; TF: fé
fécondité
condité;
MC: mortalité
mortalité due à la chute des feuilles; MP: pré
prédation
FP: manque de proies;
Na: nbre proies attaqué
attaquées; No : densité
densité de proies
Na/No: taux de mortalité
mortalité des proies; B: demande en proies;
Na/B: taux de couverture = satiation, Qf:
Qf: qualité
qualité de la feuille
Bemisia
tabaci
(5) Changement climatique Produits bio-insecticides
Activité physiologique des isolats fongiques
entomopathogènes commercialisés = Myco-insecticides
Vitesse de croissance (mm / jour)
Température
Isolat
20°C
25°C
28°C
32°C
Préféral *
2,26 ± 0,04f
(68%)
2,97 ± 0,06e
(90%)
3,28 ± 0,08d
(100%)
0,72 ± 0,19j
(22%)
Mycotal **
3,62 ± 0,04c
(100%)
3,02 ± 0,03e
(83%)
1,86 ± 0,04h
(51%)
0,2 ± 0,02k
(5%)
Naturalis ***
3,89 ± 0,21b
(77%)
5,07 ± 0,22a
(100%)
4,99 ± 0,12a
(98%)
2,33 ± 0,04f
(46%)
Conditions
de l’été 2003
serre Alénya
20°C (nuit) /
32°C (jour)
1,97 ± 0,04g
(60%)
1,38 ± 0,02i
(38%)
3,89 ± 0,07b
(77%)
•PreFeRal = Paecilomyces fumosoroseus, Biobest; ** Mycotal = Lecanicillium lecanii, Koppert B.V.;
• *** Naturalis = Beauveria bassiana, Troy Biosciences Inc.
(Fargues et al.,
al., 2006)
Conclusion
Gestion du risque Bemisia Changement climatique
Une problématique incontournable pour le développement durable dans les régions
méridionales les plus exposées
Objectifs de la Recherche et du Développement :
☛ Maîtrise des risques phytosanitaires liés aux bioinvasions dans un
contexte de changement climatique
veille et forte réactivité
=> des procédures dont la mise en œuvre repose sur des
outils de diagnostic, de simulation et de prévision efficaces