Etude des interactions chimiques entre les espèces cultivées d'Elaeis et les insectes pollinisateurs

Chemical interactions between cultivated Elaeis species and pollinator insects

• Auteur / Autrice : Thomas Auffray
• Direction : Brigitte Frérot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecologie et Biodiversité
• Date : Soutenance le 11/05/2017
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : GAIA (Montpellier ; École Doctorale ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Bioagresseurs : analyse et maîtrise du risque (CIRAD, Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Marie-Stéphane Tixier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Brigitte Frérot, Emmanuel Desouhant, Mathilde Dufaÿ
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Emmanuel Desouhant, Mathilde Dufaÿ

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fleurs -- Odeurs

Insectes

Palmier à huile

Pollinisation

Mots clés libres

Ecologie chimique

Pollinisation

Palmier à huile

Insectes

Interactions

COVs

Chemical ecology

Pollination

Oil palm

Insects

Interactions

VOCs

Résumé

Le palmier à huile africain Elaeis guineensis Jacqu. (Arecales : Arecaceae) est une plante tropicale d’intérêt économique et la première source mondiale d’huile végétale. La production d’huile dépend de la pollinisation par des charançons du genre Elaeidobius (Coleoptera : Curculionidae). Ces insectes sont impliqués dans une relation mutualiste spécialisée avec leur plante-hôte : ils se développent au dépend des inflorescences mâles qu’ils détectent par le biais des odeurs émises durant l’anthèse, tandis que les inflorescences femelles sont pollinisées en mimant les odeurs mâles. Une maladie mortelle sévissant en Amérique du sud et qui touche l’E. guineensis a contribué au développement de variétés commerciales d’hybrides interspécifiques, résultat du croisement entre E. guineensis et le palmier à huile sud-américain Elaeis oleifera (Knuth) Cortés. Mais ces hybrides s’avèrent naturellement mal pollinisées et nécessitent l’intervention d’une pollinisation assistée couteuse et contraignante. Cette thèse part de l’hypothèse que la communication chimique qui permet la rencontre entre les deux espèces de palmiers et leurs pollinisateurs respectifs est déficiente chez les hybrides.L’objectif principal de cette thèse a été d’étudier le fonctionnement du système de pollinisation des deux espèces de palmiers afin de comprendre pourquoi les hybrides sont mal pollinisés. L’étude a été conduite dans une plantation commerciale en Equateur, dans laquelle coexistent les deux espèces E. guineensis et E. oleifera avec leur insecte pollinisateur respectif, le charançon africain Elaeidobius kamerunicus Faust. et le charançon sud-américain Grasidius hybridus O’Brien & Beserra (Coleoptera : Curculionidae) et des palmiers hybrides interspécifiques. En utilisant des techniques de piégeages et l’échantillonnages des odeurs florales, nos résultats ont montré le système de pollinisation des deux espèces de palmier est basé sur l’émission d’un signal chimique spécifique et une duperie olfactive, renforcée par un phénomène de thermogénèse. Les deux insectes sont attirés en faible proportion sur les hybrides, qui possèdent une composition chimique intermédiaire à celle des espèces parentales. Des tests physiologiques et comportementaux ont permis d’identifier les composés organiques volatils clés responsables de l’attraction des insectes pollinisateurs.Ce travail devrait contribuer à apporter des connaissances théoriques sur le système de pollinisation du palmier à huile, et permettre d’élaborer des méthodes pratiques de gestion des pollinisateurs afin de réduire les coûts en pollinisation assistée.

The African oil palm Elaeis guineensis Jacqu. (Arecales: Arecaceae) is a tropical plant of economic interest and the world's leading source of vegetable oil. Oil production depends on pollination by weevils of the genus Elaeidobius (Coleoptera: Curculionidae). These insects are involved in a specialized mutualist relationship with the host plant: they develop at the expense of the male inflorescences they detect through the odors emitted during the anthesis, while the female inflorescences are pollinated by mimicking the male odors. E. guineensis is affected by a lethal disease in South America that leads to the development of commercial varieties of interspecific hybrids, resulting from artificial crossing between E. guineensis and the South American oil palm Elaeis oleifera (Knuth) Cortés. However, the natural pollination of these hybrids is inadequate and require the intervention of a costly assisted pollination. This thesis hypothesizes that the chemical communication underlying the successful encountering between each oil palm species and their respective pollinators is deficient in hybrid palms.The main objective of this work was to study the functioning of the pollination system for both oil palm species to understand why natural pollination in hybrids is inefficient. The study was conducted in a commercial plantation in Ecuador, including the two species E. guineensis and E. oleifera present with their respective pollinating insects, the African weevil Elaeidobius kamerunicus Faust. and the South American weevil Grasidius hybridus O'Brien & Beserra (Coleoptera: Curculionidae), as well as interspecific hybrid palms. Using techniques of trapping and sampling of floral odors, our results showed the pollination system of both species of palm is based on the emission of a specific chemical signal and an olfactory deception, reinforced by a phenomenon of thermogenesis. The two insects are attracted in a small proportion to hybrid palms, which have an intermediate chemical composition compare to parent species. Physiological and behavioral tests permit the identification of the key volatile organic compounds responsible for pollinator attraction.This work should contribute to theoretical knowledge about the oil palm pollination system and the development of practical methods for pollinator management to reduce costs in assisted pollination.