En Chine, l’ambroisie à feuilles d’armoise a fini par retrouver son ennemi juré venu d’Amérique du Nord : le coléoptère Ophraella communa. Mais plutôt que de s’affaiblir face à ce prédateur spécialisé, la plante envahissante a réorganisé toute sa chimie de défense, au détriment d’autres insectes. Comment une invasive « réapprend »-t-elle à se défendre contre son vieil ennemi ?

Lorsqu’une plante envahissante comme l’ambroisie colonise un nouveau territoire, elle laisse souvent derrière elle les insectes « spécialistes » qui, dans son aire d’origine, s’étaient adaptés spécifiquement à elle pour s’en nourrir. Libérée de cette pression, elle peut alors relâcher certaines défenses coûteuses en énergie, quitte à devenir plus vulnérable si ces ennemis la retrouvent un jour.

C’est exactement ce qui s’est produit avec l’ambroisie à feuilles d’armoise (Ambrosia artemisiifolia), introduite en Chine dans les années 1930. Elle y a d’abord échappé à son prédateur spécialiste, le coléoptère Ophraella communa, aujourd’hui utilisé comme agent de lutte biologique contre cette plante allergisante. Mais l’histoire ne s’arrête pas là : dans certaines régions chinoises, ce coléoptère a fini par « retrouver » l’ambroisie, parfois accidentellement, il y a 16 ou 20 ans, tandis que dans d’autres régions, comme le nord-est du pays, les deux espèces restent séparées depuis près d’un siècle.

Une équipe de chercheurs chinois s’est appuyée sur cette situation unique pour poser une question simple : que devient la chimie défensive d’une plante envahissante lorsqu’elle retrouve son prédateur historique ?

Trois façons de se défendre

Une plante ne dispose pas d’une seule ligne de défense contre les insectes qui la mangent. Les chercheurs en distinguent généralement trois, qu’ils ont toutes testées dans cette étude :

• La défense constitutive, présente en permanence dans les feuilles, qu’il y ait ou non attaque d’insecte ;
• La défense induite, déclenchée uniquement après une première attaque, moins coûteuse mais un peu plus lente à se mettre en place ;
• La défense d’amorçage (« priming »), qui correspond à une sorte de mémoire : après une première agression, la plante réagit plus vite et plus fort à une seconde attaque.

Pour comparer ces trois stratégies, les chercheurs ont fait pousser des plants d’ambroisie issus de neuf populations différentes, réparties en trois groupes selon leur ancienneté de contact avec le coléoptère (0, 16 ou 20 ans). Ils les ont ensuite exposés soit au coléoptère spécialiste O. communa, soit à une chenille généraliste, Spodoptera litura, qui n’a jamais évolué aux côtés de l’ambroisie mais s’en nourrit tout de même volontiers en Chine.

Un compromis, pas un simple renforcement

Le résultat est net : plus la cohabitation entre l’ambroisie et le coléoptère dure depuis longtemps, mieux la plante résiste à ce dernier. Dans les populations réassociées depuis 20 ans, les coléoptères grandissent nettement moins bien que dans les populations qui n’ont jamais recroisé leur route, et ce quelle que soit la stratégie de défense testée.

Mais ce gain a un prix. Dans ces mêmes populations « anciennement réassociées », la chenille généraliste, elle, prend au contraire davantage de poids : la plante s’est donc affaiblie face à un ennemi qu’elle n’a pourtant jamais cessé de côtoyer. Autrement dit, l’ambroisie n’a pas simplement renforcé ses défenses de façon générale : elle a réorienté ses ressources vers son ennemi historique, au détriment de sa protection contre les autres insectes.

Ce compromis va à l’encontre d’un scénario habituellement observé chez les plantes envahissantes, selon lequel l’absence d’un ennemi spécialiste favoriserait plutôt un renforcement des défenses contre les ennemis généralistes. Ici, la tendance s’inverse complètement dès que le spécialiste revient dans le paysage.

Deux familles de molécules aux rôles opposés

Pour comprendre ce basculement, les chercheurs ont dosé plusieurs familles de composés chimiques présents dans les feuilles :

• Les phénols : leur concentration augmente avec l’ancienneté de la réassociation, et ce sont eux qui expliquent l’essentiel de la résistance accrue face au coléoptère spécialiste ;
• Les alcaloïdes : à l’inverse, leur taux diminue avec l’ancienneté de la réassociation, ce qui explique la baisse de résistance face à la chenille généraliste ;
• Les triterpénoïdes : plus anecdotiques ici, ils jouent un rôle plus marginal dans les deux types de résistance.

Cette répartition des rôles n’est pas propre à l’ambroisie : les phénols sont connus pour être particulièrement efficaces contre les insectes spécialistes, tandis que les alcaloïdes agissent surtout comme des toxiques contre les insectes généralistes, qui n’ont pas développé de tolérance particulière à leur égard. Fait notable, l’analyse statistique montre que c’est bien la durée de réassociation avec le coléoptère, et non les différences géographiques ou climatiques entre les régions, qui explique l’essentiel (autour de 83 %) des variations observées dans la chimie des feuilles.

Quelles conséquences pour la lutte biologique ?

Ces résultats intéressent directement les gestionnaires qui utilisent Ophraella communa comme agent de lutte biologique contre l’ambroisie, une plante responsable d’allergies sévères chez des dizaines de millions de personnes. Le message est en demi-teinte : si le coléoptère freine bien la plante à court terme, l’ambroisie semble capable, sur des échelles de temps de quelques décennies, de développer une résistance ciblée contre lui, ce qui pourrait progressivement réduire l’efficacité de cet allié. En France, où Ophraella communa est arrivée et continue d’y être suivie de près, ces résultats invitent à la vigilance sur le long terme.

Les auteurs recommandent donc de ne pas se contenter de suivre les populations de coléoptères et les dégâts sur les plantes après un lâcher de lutte biologique, mais de surveiller également l’évolution des défenses chimiques de la plante elle-même. Ils suggèrent aussi qu’associer plusieurs agents de lutte biologique différents, plutôt que de miser sur une seule espèce, pourrait ralentir ce phénomène d’adaptation.

Autre conséquence potentielle : en devenant moins bien défendue contre les insectes généralistes, l’ambroisie réassociée pourrait aussi voir la composition de sa communauté d’herbivores se transformer localement, avec des effets encore difficiles à anticiper sur l’ensemble de l’écosystème.