Les odeurs dans les interactions plantes-insectes au-delà de la communication. Application au modèle Ficus-pollinisateurs-parasites et conséquences pour la compréhension des processus de coévolution

Odours in plant-insect interactions beyond communication. Application to the Ficus-pollinator-parasite model and consequences for the understanding of coevolutionary processes

• Auteur / Autrice : Lucie Conchou
• Direction : Finn Kjellberg
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Evolution, Ecologie, Ressources Génétiques, Paléontologie
• Date : Soutenance le 19/12/2013
• Etablissement(s) : Montpellier 2
• Ecole(s) doctorale(s) : Systèmes Intégrés en Biologie, Agronomie, Géosciences, Hydrosciences, Environnement (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre d'écologie fonctionnelle et évolutive (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Mathieu Sicard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Finn Kjellberg, Mathieu Sicard, Steve Compton, Catherine Fernandez, Sylvie Baudino, Mathilde Dufaÿ
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Steve Compton, Catherine Fernandez

Mots clés

Mots clés contrôlés

Insectes -- Écologie

Ficus

Évolution (biologie)

Coévolution

Composés organiques volatils

Mots clés libres

Interactions plantes-insectes

Communication

Coévolution

Odeurs

Ficus

Insectes sycophiles

Plant-insect interactions

Communication

Coevolution

Scents

Ficus

Fig wasps

Résumé

Les odeurs émises par les plantes sont souvent interprétées dans le cadre de leur interaction avec les insectes pollinisateurs, herbivores et ennemis naturels, en tant que signaux de communication dont la fonction est l'attraction ou la répulsion de ces insectes. Pourtant, la communication a une définition précise en biologie évolutive, et le terme « signal » ne doit s'appliquer qu'à des traits de l'émetteur qui ont été sélectionnés dans le cadre de l'interaction avec le récepteur par voie sensorielle. De plus, certaines études démontrent que les Composés organiques volatils (COV) émis par les feuilles participent à la défense des plantes contre divers stress abiotiques (notamment stress oxydant et thermique) et biotiques (pathogènes, induction des défenses). L'idée de cette thèse, c'est d'essayer de faire rentrer l'ensemble de ces contextes et fonctions potentielles dans un cadre commun. En utilisant comme modèle les figuiers, leurs pollinisateur et parasites spécialistes, j'ai choisi comme approche de comparer les variations des odeurs de figue à celles de odeurs de feuille, au cours du développement des figues et au cours d'une journée. Dans les deux cas, les feuilles constituent un témoin permettant de déterminer si les variations observées peuvent être adaptatives vis-à-vis de l'interaction avec les insectes, mais aussi de considérer explicitement les fonctions potentielles des odeurs émises en dehors de la réceptivité. Ainsi, les fonctions de protection contre les stress habituellement attribuées aux odeurs de feuilles sont également pertinentes pour les odeurs de figues. A partir de là, le constat que le concept de communication n'est pas pertinent pour décrire le rôle des odeurs dans les interactions figuier-parasite permet de développer une réflexion sur la manière dont les phytophages et leurs ennemis naturels sont susceptibles d'influer sur l'évolution des odeurs émises par les plantes. Enfin, dans le cas de la communication olfactive figuier-pollinisateur, l'étude du cas de Ficus septica, chez qui deux pollinisateurs écologiquement différenciés coexistent, permet d'imaginer un mécanisme potentiel de co-spéciation écologique dans lequel la divergence des modalités de communication olfactive participerait à la mise en place de l'isolement reproducteur.

The scents emitted by plants are often interpreted in the light of their interaction with pollinators, phytophagous insects and their natural ennemies, as communication signals whose function is to attract or repel those insects. However, according to the adaptive definition of communication, a trait can be called “signal” only if it has been selected for the sensory interaction with a receptor. In addition, it has been shown that the volatile organic compounds (VOC) emitted by leaves participate to the defense of the plant against abiotic (especially oxidative/heat stress) and biotic stresses (pathogens, induction of defenses). The idea underlying this thesis it to put all all the contexts of emission and functions together within a common framework. Using the fig-pollinator-parasite model, the approach I choose was to compare the variation of fig scent with that of leaf scent, along their development and daily. In both cases, leaf scent is a control trait that allows to determine if the variations observed in figs are possibly adaptive regarding the interaction with insects, and to explicitely consider the potential functions of the scents emitted out of receptivity. Stress-protective functions that are evidenced in leaf scents are thus also relevant in figs. Then, the fact that communication is not relevant to describe the role of scents in the fig-parasite interaction led me to develop a reflection on the way phytophagous insects and their natural enemies could influence the evolution of plant scents. Finally, in the case of fig-pollinator communication, studying the case of Ficus septica, that is associated to two co-occuring ecologically differenciated pollinators, allows to imagine a potential co-speciation mechanism, where the divergence of communication mode would contribute to the establishment of reproductive isolation.