T - Le CIRAME

Séminaire CIRAME
Réchauffement climatique
Conséquences en arboriculture
Mallemort, 22 février 2005
Changement climatique
climatique et
et
Changement
démographie du
du carpocapse
carpocapse des
des pommes
pommes
démographie
Thomas BOIVIN et Benoît SAUPHANOR
UMR INRA-UAPV Ecologie des Invertébrés
La température influe sur le développement
Vitesse de développement (rT)
La vitesse de développement
d’un insecte est fonction de la
chaleur disponible dans un
intervalle défini par TO et TOPT
Seuil
minimum
Seuil de
développement optimal
TO
TOPT
Carpocapse : estimation de la quantité d’énergie
thermique mobilisée d’après les températures
comprises entre TO et TOPT
En nombre de degrés jours (D°J)
Température
(T)
3
La résistance aux insecticides a un coût biologique :
Perte de « fitness », modifications physiologiques
carpocapse
• développement
• diapause
la physiologie influence l’écologie, donc la dynamique des pops
• développement
• diapause
synchronisation du cycle saisonnier
(phénologie)
indiv. sensibles (S)
résistants (R)
4
Cycle Evolutif du carpocapse dans le sud-est
Avril
Mai
Juin
Juillet
Août
Septembre
Stock larvaire
hivernant
Climat Î voltinisme
1 femelle
Génération 1
40 larves G1
Génération 2
800 larves G2
Larves diapausantes
Génération 3 ?
Ou 16 000 larves G3 (potentiel si croissance exponentielle)
Variabilité génétique de la réponse à l’environnement
Exemple de la résistance du carpocapse aux insecticides
Seuils de développement
Vitesse de développement (rT)
Homozygotes : SvSv, RtRt, RvRv
Heterozygotes : SvRt, RtSv
SvRv, RvSv
50 néonates / génotype
6 régimes thermiques :
14.5 – 20 – 23 – 26 – 31 - 34°C
Mesure de rT
Seuil
minimum
Température
(T)
Seuil de
développement optimal
TO
TOPT
SvSv
9.70a
31.35a
RtRt
9.71a
32.25a
RvRv
9.70a
32.21a
SvRt
9.73a
32.04a
RtSv
9.71a
31.98a
SvRv
9.70a
32.06a
RvSv
9.71a
32.01a
Variabilité génétique de la réponse à l’environnement
Exemple de la résistance du carpocapse aux insecticides
Constantes thermiques (degrés jours au dessus de TO)
Genotype
Larves G2
D°J
Larves G3
D°J
SS
461.63
c
460.99
c
R1R1
527.11
a
525.21
a
RvRv
533.69
a
491.15
b
SvRt
458.80
c
469.21
c
RtSv
458.40
c
464.32
c
SvRv
471.21
c
466.33
c
RvSv
466.64
c
469.21
c
Ralentissement du
développement chez
génotypes R homozygotes
Coût récessif
SEUILS D’INDUCTION DE LA
DIAPAUSE
Proportion de diapause
1
Chez différentes souches de carpocapse
SvSv
RtRt
0,75
RvRv
0,5
Homozygotes : SvSv, RtRt, RvRv
Heterozygotes : SvRt, RtSv
SvRv, RvSv
50 néonates / génotype soumises
à 5 régimes photopériodiques
15:9 - 15.3:9.6 - 15.6:9.3 - 16:8 - 16.5:7.5
Proportion de larves
diapausantes
0,25
0
15
15,3
15,6
15,9
16,2
Durée de la photophase
16,5
Estimation photophase critique:
SvSv
15.37a
RtRt
15.57b
RvRv
15.58b
Pléiotropie
Ê ≈ 20 min :
avance de 15 j
9 Des températures plus élevées accélèrent le développement des insectes
9 Les carpocapses résistants se développent plus lentement que les sensibles
9 Les carpocapses résistants entrent en diapause plus tôt que les sensibles
9 Un réchauffement climatique modifierait le cycle du carpocapse
9 Un réchauffement climatique pourrait favoriser un génotype sensible ou résistant
Quelle est la réalité de ce réchauffement?
Degrés-jours accumulés
(base 10)
Le climat change (beaucoup !)
pour le carpocapse
2700
2600
2500
2400
2300
2200
1973 : G3 SS
= 1%
2100
2000
1900
2001 : G3 SS
= 93%
1800
1700
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
Réchauffement global de 1 à 2°C (?) mais :
1970- 2000 : + 400 degrés-jours (+ 22% de chaleur disponible)
1970- 2003 : + 800 degrés-jours (+ 45% de chaleur disponible)
Voltinisme des
des carpocapses
carpocapses Sensibles
Sensibles // Résistants
Résistants
Voltinisme
en 2001
2001
en
% cumulé
d’émergence
100
80
G1
G1
60
G2
G2
G3
G3
S
Rv
Rt
40
20
0
Avril
90
105
Mai 135
120
Rt:NS Rv:+
Rv:+66jj
Rt:NS
Juin 165
150
Juillet
180
195
210
Août240
225
Rt:+5jj Rv:
Rv:++11
11jj
Rt:+5
255
Septembre
270
2001
Rt:+10j Rv:+13
Rv:+13jj
Rt:+10j
Entrée en diapause sensibles 2001 : retard de 12 jours / 1970. Suicidaire??
Le changement climatique peut-il favoriser la résistance ?
Fitness relative RR
2,00
fitness RR > fitness SS
1,50
1,00
0,50
fitness RR < fitness SS
0,00
1986 1988
1990 1992 1994 1996
Année
1998 2000 2002
Années 1990 :
Phase climatique favorable aux phénotypes résistants
La modélisation, un outil pour :
¾ analyser la réponse des populations
aux conditions climatiques
¾ prévoir les risques
Modélisation : captures vs. prédictions en 2000 à Cantarel
P cumulée de captures
1,00
Adultes G2
Adultes G1
Adultes G3
(Sv)
Obs
0,75
0,50
Obs==
Obs
(Sv)
(Sv)
0,25
Écartàà(Sv)
(Sv)
Écart
10àà12
12jj
++10
0,00
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240 260
280
Jour julien
en 1990, simulation sensible = émergences observées
Modélisation : captures vs. prédictions en 2000 à Cantarel
P cumulée de captures
1,00
Adultes G2
Adultes G1
Adultes G3
(Sv)
Obs
(Rt)
0,75
0,50
Obs
Obs
(Sv)
==(Sv)
(Rt)
==(Rt)
0,25
Obs==(Rt)
(Rt)
Obs
0,00
60
80
100
120
140
160
180
Jour julien
200
220
240 260
280
Taux de larves dans les fruits lors de l’éclaircissage manuel et de la récolte
% larves 1 00
dans les fruits
(Simulation)
90
S
R
- 57%
- 79%
- 60%
- 45%
- 56%
- 13%
- 4%
- 2%
80
70
60
50
40
30
G1
G2
G3
20
10
0
29/4
2004
1 9/5
8/6
28/6
éclaircissage
manuel
Période de protection
Gala
1 8/7
7 /8
récolte
"Gala"
Golden
27 /8
1 6/9
récolte
"Golden
"
6/1 0
26/1 0
1 5/1 1
récolte
"Pink Lady"
Pink
Variétés tardives : sélection accrue des résistances. Ressource alimentaire pour la G3
Réchauffement climatique
@ Sensible pour les arbres fruitiers (floraison)
@ Conséquent pour le carpocapse
Î
Accroissement du voltinisme
(favorisé par variétés tardives)
Multiplication / pression
parasitaire accrues
Allongement de la période de
protection
Intensification de la lutte
effet favorisant sur la résistance aux insecticides
Coût de la protection accru
Durabilité de la protection?
Risque économique pour la culture
Mallemort, 10 août 2099