Système biologique étudié

Nous avons utilisé un système biologique qui inclut une plante, le poivron Capsicum

annuum L. (Solanales : Solanaceae), un herbivore, le puceron vert du pêcher Myzus persicae Sulzer (Homoptera : Aphididae), ainsi que deux de ses ennemis naturels : la

coccinelle maculée Coleomegilla maculata lengi Timberlake (Coleoptera : Coccinellidae) et la cécidomyie prédatrice Aphidoletes aphidimyza Rondani (Diptera : Cecidomyiidae). Notre choix pour ce système biologique a été motivé par le fait que

M. persicae est un ravageur important des cultures de poivron et que C. maculata et A. aphidimyza sont utilisés en lutte biologique et sont souvent présents et abondants en

milieu naturel et agricole.

4.1 Le poivron

Le poivron, originaire d’Amérique centrale et d’Amérique du Sud, fait partie de la famille des Solanacées. Au Canada, les principales provinces productrices du poivron sous serres sont l'Ontario, la Colombie-Britannique et l'Alberta, qui regroupent plus de 90 % de la production nationale (Agriculture-et-Agroalimentaire-Canada 2006). En serre, le poivron est cultivé par la méthode hydroponique avec un régime informatisé de température, d’éclairage, d’apport en nutriments et d’humidité. La température de la serre est rigoureusement contrôlée et se situe entre 21 et 26°C selon la phénologie de la plante et le cultivar (Agriculture et Agroalimentaire Canada 2006). L’humidité doit être comprise entre 60 et 80 %, le pH optimal du sol est 5,8 et les concentrations de nutriments et de CO2sont aussi modifiées selon le stade de développement et le cultivar

(Agriculture et Agroalimentaire Canada 2006).

Les maladies les plus fréquentes et les plus dommageables pour le poivron sont la pourriture fusarienne de la tige et des fruits, la pourriture grise (Botrytis), la pourriture pythienne des racines et, depuis peu, le blanc (Agriculture et Agroalimentaire Canada 2006). Les virus peuvent aussi causer de lourdes pertes de récoltes au niveau des exploitations serricoles. Les arthropodes les plus nuisibles sont les tétranyques, les pucerons, les aleurodes, les mouches sciarides, la fausse-arpenteuse du chou

Trichoplusia ni Hübner (Lepidoptera : noctuidae) (en Colombie-Britannique), la pyrale

(Agriculture-et-Agroalimentaire-Canada 2006). Les principaux pucerons nuisibles sont le puceron vert du pêcher (M. persicae), le puceron du melon (Aphis gossypii Glover), le puceron de la pomme de terre (Macrosiphum euphorbiae Thomas) et le puceron de la digitale (Aulacorthum solani Kaltenbach) (Agriculture et Agroalimentaire Canada 2006).

4.1 Le puceron

Les pucerons forment un groupe très important d’insectes (Malais & Ravensberg 1993) avec plus de 4000 espèces dans le monde (Stadler & Dixon 2005). Ils mesurent de 1 à 10 mm et se nourrissent de la sève élaborée des plantes, ce qui peut provoquer le flétrissement et l'enroulement des feuilles, provoquant des dégâts importants aux cultures dans les régions tempérées (Dixon 1985). Lorsque les conditions sont favorables, ils se reproduisent par parthénogenèse, si bien que leurs effectifs deviennent rapidement très élevés (Stadler & Dixon 2005). De plus, ils rejettent du miellat, qui est colonisé par un champignon noir, appelé la fumagine (Stadler & Dixon 2005). La présence de ce champignon à la surface des feuilles réduit la pénétration de la lumière et diminue la photosynthèse et, par conséquent, le rendement et la qualité des fruits. De plus, les pucerons sont d'importants vecteurs de virus (Blackman & Eastop 2000). Ils peuvent donc induire des dommages économiques importants pour l’agriculture.

Les pucerons sont exploités par de nombreux prédateurs spécialistes ou généralistes tels que les coccinelles, les chrysopes et les larves de quelques espèces de diptères (Dixon 1998). En cas d’attaque, les pucerons peuvent émettre des phéromones d’alarme, ruer, sauter ou chuter de la plante hôte, s’enfuir en se déplaçant sur la plante (Francke et al. 2008). La nature, la fréquence et l’efficacité de ces moyens défensifs varient en fonction de l’espèce de puceron, de la plante hôte, de l'espèce et de la taille relative du prédateur et des conditions écologiques (Losey & Denno 1998).

Myzus persicae

Le puceron vert du pêcher, M. persicae, est une espèce très polyphage, qui utilise le pêcher comme hôte primaire mais s'attaque à des hôtes secondaires de plus de 40 familles de plantes (Blackman & Eastop 2000; Emden et al. 1969). Il mesure de 1,2 à 2,1 mm à l'état adulte et sa couleur varie du vert blanchâtre au noir, en passant par le

jaune-vert, le vert, le vert-gris et le rose ou le rouge (Blackman & Eastop 2000). Il effectue quatre stades larvaires avant d'atteindre le stade adulte. Le temps développement varie de 9 à 12 jours, selon la température et la qualité de la plante-hôte (Emden et al. 1969). Du point de vue économique, il est un ravageur important des cultures comme la tomate, la pomme de terre et le poivron. De plus, il est un important vecteur de plus de 100 de virus (Kennedy et al. 1962). Son importance économique est donc considérable.

4.2 La coccinelle maculée

Coleomegilla maculata se retrouve essentiellement en Amérique du Nord (Gordon

1985), dans un grand nombre de cultures comme la pomme de terre, le maïs, la luzerne, la pomme, le pois, le poivron, la tomate et l'asperge (Coderre & Tourneur 1988; Gordon 1985; Hodek & HonƟk 1996).

La coccinelle maculée a un développement holométabole avec quatre (parfois cinq) stades larvaires qui durent 15,2 jours à 26,7°C (2,7 jours pour le stade I, 2,9 jours pour le stade II, 4 jours pour le stade III et 5,6 jours pour le stade IV) (Warren & Tadic 1967). Le seuil thermique d'activité est de 14,4°C et la température optimale est de 25°C (Mack & Smilowitz 1982). En automne les adultes migrent vers les sites d’hibernation où ils forment des agrégations de plusieurs centaines d’individus. Au printemps les adultes quittent ces sites à la recherche de leurs lieux d’alimentation et de reproduction (Hodek & HonƟk 1996).

Les larves et les adultes de C. maculata sont tous deux des prédateurs très polyphages (Hodek & HonƟk 1996). Ils se nourrissent de nombreuses espèces de pucerons, de pyrale du maïs, de larves du doryphore de la pomme de terre, de pollen, d'œufs et de larves d'autres espèces de coccinelle (Gordon 1985; Hodek & HonƟk 1996; Mack & Smilowitz 1982). De plus, on observe fréquemment des cas de cannibalisme alors que les larves qui viennent de naître mangent les œufs qui ne sont pas encore éclos (Warren & Tadic 1967). Le cannibalisme est aussi favorisé par le fait que les œufs sont pondus en groupe.

En général, les coccinelles aphidiphages n'ont pas beaucoup de prédateurs parmi les vertébrés mais bien des araignées, des fourmis, des hyménoptères parasitoïdes et

certains autres prédateurs aphidiphages les attaquent (Hodek & HonƟk 1996). Au total, plus de cent espèces animales exploitent les coccinelles (Hodek & HonƟk 1996).

4.3. La cécidomyie prédatrice

Aphidoletes aphidimyza compte parmi les auxiliaires de lutte biologique indigènes à

l'Amérique du Nord et à l'Europe (Grasswitz & Burts 1995). C’est un petit diptère dont les larves se nourrissent exclusivement de pucerons (Malais & Ravensberg 1993; Nijveldt 1988) et adoptent un comportement furtif de prédation (Lucas & Brodeur 2001). Les œufs sont pondus séparément ou en petits groupes sous les feuilles au sein des colonies de pucerons (Bouchard & Tourneur 1981; Markkula et al. 1985). Juste après l’éclosion, les larves peuvent parcourir une distance linéaire maximale de 63 mm sans s’alimenter (Markkula et al. 1985). Leur régime alimentaire spécialisé et leur faible capacité de déplacement les contraignent à vivre à proximité ou à l'intérieur des colonies de pucerons (Markkula et al. 1985). Par conséquent, les larves ne changent pas ou rarement de colonies de pucerons au cours de leur développement (Havelka & Zemek 1999) qui dure de 7 à 14 jours selon les conditions du milieu (Jeoung et al. 2003).

Parmi les ennemis naturels d'A. aphidimyza, on compte des hyménoptères parasitoïdes, des nématodes (Powell & Webster 2004), des coccinelles et des chrysopes (Gardiner & Landis 2007; Voynaud 2008). Ces deux derniers prédateurs sont des prédateurs intraguildes important des œufs et des larves d'A. aphidimyza (Lucas et al. 1998; Voynaud 2008). Les larves d'A. aphidimyza sont très vulnérables, car leurs prédateurs intraguildes sont plus mobiles et de taille supérieure. Une des stratégies de défense des larves d'A. aphidimyza consiste à s'éjecter du plant en cas d’attaque (Voynaud 2008). Elles profitent aussi d'un effet de dilution créé par les pucerons. En effet, Lucas et Brodeur (2001) ont démontré que, lorsque la densité de pucerons augmente, la prédation des larves d'A. aphidimyza par Chrysoperla rufilabis diminue.