Simple Science

La science de pointe expliquée simplement

# Biologie# Biologie du développement

Scarabée du pin ponderosa : impacts et résistance des arbres

Comprendre la relation entre les scolytes de pin et la résilience des arbres.

Micah Brush, M. A. Lewis

― 8 min lire


Effets du scolyte deEffets du scolyte del'épinettela résistance des arbres.Examiner les impacts des coléoptères et
Table des matières

Le dendroctone du pin (MPB) est un petit insecte qui fore l'écorce des arbres, touchant surtout les pins tordus. On le trouve principalement dans l'Ouest de l'Amérique du Nord et son cycle de vie est d'environ un an. Ils sortent généralement pendant l'été pour chercher de nouveaux arbres à infester. Les femelles creusent des tunnels dans l'écorce pour pondre leurs œufs. Les larves passent l'hiver à l'intérieur de l'arbre et émergent l'été suivant. La plupart des arbres infestés par le MPB meurent souvent dans l'année.

Normalement, les populations de MPB sont petites et stables, mais parfois elles peuvent exploser rapidement, provoquant des Épidémies massives. Dans l'Ouest du Canada, les épidémies récentes de MPB ont causé des dégâts économiques considérables. Ces épidémies ont été facilitées par le changement climatique, permettant aux insectes de se déplacer vers de nouvelles zones, y compris l'Alberta.

Des hivers froids aident à ralentir la propagation du insecte, mais il y a toujours des inquiétudes sur leur potentiel à se déplacer plus à l'est dans les forêts boréales du Canada.

Résistance et vulnérabilité des hôtes

Divers modèles ont été créés pour prédire la propagation du MPB. Cependant, un facteur souvent négligé est la capacité des arbres à résister aux attaques. Les pins tordus ont développé certaines défenses contre le MPB, comme la production de résine qui peut repousser les insectes. Cependant, si un grand nombre de MPB attaquent un arbre en même temps, ils peuvent surmonter ces défenses.

L’efficacité des défenses d’un arbre peut varier en fonction de plusieurs conditions, y compris la météo, la santé et la taille de l’arbre, ainsi que la présence d'autres facteurs environnementaux. Certaines études suggèrent qu'il pourrait même y avoir des différences génétiques dans la résistance des différents pins tordus au MPB.

En plus des pins tordus, le MPB a aussi commencé à infester les pins blancs, surtout en Alberta orientale. Les effets du MPB sur les pins blancs sont encore incertains, car cette espèce est un nouvel hôte pour les insectes.

Modélisation de la dynamique du MPB

Un modèle récent examine la dynamique du MPB par rapport à la croissance des forêts, en intégrant divers facteurs comme le nombre de MPB nécessaires pour attaquer et la taille des insectes produits dans les arbres infestés. Ce modèle analyse comment la résistance des arbres affecte le mouvement et la propagation du MPB.

Le modèle utilise des paramètres spécifiques qui indiquent à quel point les arbres peuvent se défendre contre les attaques des insectes. En comprenant ces paramètres, les chercheurs espèrent obtenir des informations sur la propagation du MPB dans des paysages avec des niveaux de résistance différents.

Importance de la résistance des hôtes

Dans cette étude, la "résistance des hôtes" fait référence à la capacité des arbres individuels à repousser les attaques des insectes, tandis que la "susceptibilité des hôtes" indique à quel point un arbre est susceptible d'être infesté par le MPB. Il est crucial de distinguer entre ces concepts, car ils façonnent la façon dont les forêts réagissent et se remettent des épidémies.

Les études se concentrent sur la résistance que les arbres peuvent offrir contre le MPB et comment cela affecte la résilience des forêts. L'objectif principal est de répondre aux questions sur comment la propagation du MPB peut être contrôlée dans des paysages avec des arbres ayant des niveaux de résistance variés.

Programmes d'élevage génétique

Étant donné que certains pins tordus montrent une résistance génétique au MPB, il y a un potentiel pour des programmes d'élevage pour créer des arbres qui peuvent mieux résister aux attaques des insectes. Ces programmes pourraient aboutir à des populations d'arbres plus fortes qui pourraient aider à ralentir ou même arrêter les épidémies de MPB.

Cependant, des questions demeurent quant à l'efficacité de la résistance génétique, surtout lorsque le MPB envahit des zones avec d'autres espèces d'arbres, comme le pin blanc.

Comprendre le comportement des insectes

Les dendroctones du pin ont un comportement complexe en ce qui concerne leur dispersion et leur infestation. Ils se déplacent principalement sur de courtes distances mais peuvent aussi être transportés sur de plus longues distances par le vent. Ce mode de mouvement double rend difficile la prévision de la façon et de l'endroit où les insectes infesteront de nouvelles zones.

La recherche a montré que les insectes tendent à se regrouper autour des arbres sains, utilisant des signaux chimiques pour coordonner leurs attaques tout en évitant la surpopulation sur un arbre seul. Ce comportement varie également en fonction de leur densité de population.

Élargir le modèle

Des modèles récents ont inclus des aspects spatiaux, reconnaissant que la propagation du MPB dépend non seulement du temps, mais aussi de l'espace. En mappant des zones avec différents niveaux de résistance des arbres, les chercheurs peuvent simuler comment les épidémies pourraient se dérouler dans de véritables forêts.

Ces modèles sont essentiels pour évaluer comment les populations de MPB peuvent croître et se répandre à l'avenir, en particulier dans les régions où les arbres ont différents niveaux de résistance.

Simuler la propagation des insectes

Pour simuler la propagation du MPB dans divers environnements, les chercheurs ont utilisé différents paramètres pour capturer la densité des arbres, l'agrégation des insectes et la structure globale des forêts touchées. Ces simulations aident à visualiser comment les épidémies peuvent progresser au fil du temps et comment la résistance influence leur dynamique.

Lorsque les directions concernant l'impact des insectes sur les arbres sont cartographiées dans des simulations, cela offre des aperçus importants pour la gestion des forêts. En comprenant comment les insectes se déplacent et infestent, les gestionnaires de forêts peuvent prendre de meilleures décisions concernant la plantation d'arbres, l'éclaircissage et d'autres stratégies de gestion.

Observer les épidémies

Le comportement du MPB est souvent caractérisé par de grandes vagues transitoires d'insectes se déplaçant à travers la forêt. Ces vagues sont souvent beaucoup plus grandes que la population globale des insectes à un moment donné. La vitesse de ces vagues peut dépendre de la résistance des arbres ; quand les arbres sont moins résistants, les insectes peuvent se propager plus rapidement.

La dynamique des épidémies peut sembler familière par rapport aux modèles passés. Cependant, en intégrant des aspects spatiaux, nous pouvons observer des différences dans la manière dont ces épidémies se manifestent à travers différents paysages.

Gérer les épidémies avec la résistance des arbres

Comme le suggèrent les recherches, renforcer la résistance des arbres peut potentiellement ralentir ou stopper les épidémies de MPB. Même de petits changements dans la résistance peuvent avoir un impact significatif sur le taux de progression d'une épidémie. Par exemple, si des arbres plus résistants étaient plantés dans des zones précédemment touchées par le MPB, cela pourrait donner aux gestionnaires forestiers plus de temps pour réagir ou contrôler de futures infestations.

Le seuil de résistance efficace semble être autour d'un nombre spécifique d'insectes par arbre. Si les arbres peuvent supporter des populations d'insectes en dessous de ce seuil, ils pourraient être capables de prévenir les épidémies à grande échelle.

Implications plus larges

Les épidémies de MPB dans de nouveaux environnements, comme les zones avec des pins blancs, présentent de nouveaux défis. Il reste encore des incertitudes sur la susceptibilité de ces arbres et s'ils peuvent servir d'hôtes appropriés pour les insectes. Les recherches actuelles indiquent qu'à mesure que le MPB s'étend dans ces zones, la nature des épidémies peut différer de ce qui a été observé dans les forêts traditionnelles de pins tordus.

Améliorer notre compréhension de la façon dont différentes espèces d'arbres réagissent au MPB sera essentiel pour gérer les futures épidémies. Cette connaissance peut informer les programmes d'élevage et les stratégies de conservation.

Conclusion

L'histoire du dendroctone du pin est un rappel de l'équilibre délicat au sein des écosystèmes forestiers. À mesure que les conditions changent, tant naturelles qu'induites par l'homme, la capacité des forêts à résister à des nuisibles comme le MPB repose fortement sur la résilience des arbres qui les composent. Il est clair que renforcer la résistance des arbres par des programmes d'élevage peut être un outil précieux pour atténuer les effets du MPB.

Alors que nous faisons face aux incertitudes du changement climatique et aux changements écologiques, reconnaître comment la résistance des arbres affecte la dynamique des insectes sera crucial pour préserver ces forêts pour les générations futures. La recherche et la surveillance continues aideront à affiner les stratégies pour gérer et protéger nos forêts contre des nuisibles envahissants comme le dendroctone du pin.

Source originale

Titre: Mountain pine beetle spread in forests with varying host resistance

Résumé: In the last few decades, mountain pine beetle (MPB) have spread into novel regions in Canada. An important aspect seldom captured in models of MPB spread is host resistance. Lodgepole pine, the predominant host of MPB, varies in resistance across the landscape. There is evidence for a genetic component of resistance, as well as evidence that hosts in areas where MPB has not been present historically are at risk of increased susceptibility. In addition to the spatially varying resistance of the primary host species, the eastward spread of MPB has brought them into jack pine forests. Host resistance in jack pine remains uncertain, but experiments indicate jack pine could be a suitable host. We develop a model of pine beetle spread that links pine beetle population dynamics and forest structure and resistance. We find that beetle outbreaks in the model are characterized by large transient outbreaks that move through the forest. We show how the speed of these outbreaks changes with host resistance and find that biologically plausible values for host resistance are able to stop the wave from advancing. We also find that near the threshold of resistance where the wave is able to advance, small changes in host resistance dramatically decrease the severity of the outbreak. These results indicate that planting trees selected for higher MPB resistance on the landscape may be able to slow or even stop the local spread of MPB. In terms of further eastward spread, our results indicate future outbreaks may move more quickly and be more severe if novel lodgepole pine hosts are indeed more susceptible to beetle attacks, although more research is needed into the susceptibility of jack pine.

Auteurs: Micah Brush, M. A. Lewis

Dernière mise à jour: 2024-10-24 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.17.575462

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.17.575462.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

Merci à biorxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.

Plus d'auteurs

Articles similaires

Apprentissage automatiqueModèles d'apprentissage profond pour la prédiction des marées de tempête

Cet article passe en revue les approches d'apprentissage profond pour prévoir les tempêtes pour la sécurité et la planification.

Mandana Farhang Ghahfarokhi, Seyed Hossein Sonbolestan, Mahta Zamanizadeh

― 7 min lire