Communication chimique plantes-pollinisateurs et pollution

La vulnérabilité des interactions plantes-pollinisateurs est une conséquence importante des changements globaux, mais l’influence de l’augmentation des polluants atmosphériques a été négligée.

La reconnaissance des odeurs florales par leur pollinisateur est une étape décisive de la pollinisation mais peut être directement affectée par une augmentation de la concentration de polluants atmosphériques, tels que l’ozone (O3), les nitrates (NO3) ou le radical hydroxyle (OH). Il devient donc urgent de caractériser précisément l’impact des polluants atmosphériques sur la résilience de la communication chimique et donc leurs effets sur les interactions plantes-pollinisateurs et les services rendus.

L’enjeu est de caractériser si l’O3, de par le stress oxydatif induit, affecte l’émission de composés organiques volatils (COVs) par les plantes, entraînant des modifications quantitatives et qualitatives du signal chimique utilisé par les pollinisateurs.

Deux types d’interactions mutualistes plantes-pollinisateurs caractéristiques et structurantes du milieu méditerranéen sont étudiées :

• l’interaction hautement spécialisée entre le figuier méditerranéen, Ficus carica (Moraceae), et sa guêpe pollinisatrice Blastophaga psenes (Hymenoptera, Agaonidae)
• l’interaction généraliste entre la lavande fine ou lavande vraie, Lavandula angustifolia (Lamiaceae) et l’abeille domestique Apis mellifera (Hymenoptera, Apidae).

Ces deux espèces végétales sont cultivées dans le bassin méditerranéen où l’on trouve communément des individus sauvages. Cette région est soumise à une forte pollution à l’O3, car elle conjugue de fortes densités de populations humaines et de forts taux d’ensoleillement qui favorisent la production de l’O3.

La tâche d’observation vient en continuité du projet EC2CO « O3Com » (2014-2015) porté par Magali Proffit, puis Biodivmex (« BioDiversity of the Mediterranean eXperiment », 2017-2018). Dans le cadre de ce projet, nous avons initié une collaboration avec les réseaux de surveillance de la qualité de l’air (AASQA), spécifiquement avec Air PACA et AIR Languedoc-Roussillon.

Il s’agit d’obtenir des mesures précises de l’émission de COVs de plantes in situ et de les corréler avec différents indices d’exposition à l’O3 grâce aux mesures de la qualité de l’air réalisées par AirLR et AirPACA.

L’échantillonnage a été réalisé en 2015 et 2017 sur 7 sites. Deux de ces sites, l’Observatoire de Haute Provence (OSU-Pythéas) et le Terrain d’Expérience du CEFE (LabEx CeMEB) sont des sites d’observation mutualisés.

Des observations seront réalisées pour chacun des deux modèles, lors de leur période de floraison, en mai et en juillet-août, avec un intervalle de 2 ans pour chaque espèce :

• prélèvement des COVs émis par les inflorescences des espèces et analyse par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS)
• mesure sur le terrain de différents paramètres physiologiques des plantes (potentiel hydrique, conductance stomatique, …)
• mesure de paramètres abiotiques pouvant affecter l’émission des COVs par les plantes (température, humidité, PAR etc …)

Des  suivis très précis des concentrations d’O3 sont effectués par Air PACA et Air LR sur les sites de collecte.

Les résultats de ce projet seront communiqués à Air LR et Air PACA pour alimenter les bases de données sur les émissions des COVs biogéniques, ainsi qu’au réseau interprofessionnel des Plantes à Parfum, Aromatiques et Médicinales (PPAM) et des apiculteurs (ADAPI).

M. Proffit, M. Hossaert-McKey, F. Kjellberg, B. Buatois, M. Staudt, E. Ormeño, C. Fernandez, C. Lecareux, F. Nicolè