Le maïs est l'une des plantes cultivées les plus utilisées à la surface du globe. Un parasite du maïs, la pyrale, entraîne une perte considérable dans les récoltes.
La lutte la plus classique contre ce ravageur des cultures passe par l'utilisation de pesticides, mais ces derniers peuvent avoir des effets nocifs sur la biodiversité et une réflexion est engagée vers la mise au point de moyens de défense plus respectueux de l'environnement. Cette lutte biologique dite « intégrée », suppose l'utilisation d'un autre insecte, auxiliaire des cultures dans ce cas : le trichogramme.
À l'aide des documents suivants, présenter la nouvelle méthode de lutte en l'accompagnant d'un schéma présentant les diverses relations entre l'être humain et les espèces présentées ici.
La production du maïs
La France est le 1er pays producteur européen avec 3 millions d'hectares cultivés. Le maïs est la 2e production végétale française après le blé. En France, 15 millions de tonnes de maïs en grains sont produites chaque année.
Le maïs est utilisé pour l'alimentation animale (volaille, bovins), mais une partie est également directement consommée (en grains ou en farines). Une partie est également utilisée en « chimie verte », par exemple pour la fabrication de sacs pouvant se substituer aux sacs plastiques ou encore pour la production d'éthanol.
Un champ de maïs cultivé
© Wikipédia
Les dégâts liés au développement de la pyrale du maïs
La pyrale du maïs (Ostrinia nubilalis) est un lépidoptère dont la femelle pond ses œufs dans les pieds de maïs en croissance. L'infestation par la larve de pyrale conduit à des perforations des feuilles, ainsi qu'à une cassure de la tige conduisant à la « verse », c'est-à-dire que les pieds de maïs se couchent, ce qui empêche la récolte et conduit au pourrissement.
Les pertes engendrées par la pyrale du maïs peuvent atteindre des valeurs considérables : jusqu'à 20 ou 30 % de perte de rendement. La perte moyenne est telle que, sur une production de 15 tonnes de matière sèche par hectare, environ 750 kg peuvent être détruits.
Une pyrale du maïs
© Wikipédia
Le trichogramme
Le trichogramme (Trichogramma ostriniae) est une petite guêpe (un hyménoptère). Dans le cycle de reproduction de cet insecte, une phase larvaire se déroule sous forme parasitaire : la femelle pond ses œufs dans des œufs de pyrale. La larve de trichogramme se développe en dévorant l'embryon de pyrale.
Le gros avantage du trichogramme, c'est qu'il est spécifique de la pyrale, il ne détruit pas les autres insectes présents dans la parcelle traitée. Par ailleurs, il respecte l'environnement et il ne pose pas de problème de dérive (pas de risque de diffusion dans un champ limitrophe).
D'après le document 2, quel est le pourcentage moyen annuel en masse de la récolte qui est détruit par la pyrale ?
En kg de matière sèche par ha, la perte moyenne est de l'ordre de 750 kg sur une production de 15 000 kg. En pourcentage, la perte est donc de :
100 \times (750/\text{15 000}) = 5 \text{ \%}
Il y a donc 5 % de perte.
Dans la chaîne alimentaire Maïs → Bovin → Homme, quel est le niveau trophique de l'homme ?
Le producteur primaire dans cette chaîne alimentaire est le maïs (autotrophe photosynthétique). Les bovins qui consomment le maïs sont des consommateurs primaires (phytophages). Enfin, l'homme, qui mange les bovins, est donc un consommateur secondaire (zoophage).
Dans les deux chaînes alimentaires suivantes : Maïs → Homme et Maïs → Pyrale, quel est le niveau de l'homme et de la pyrale ?
Dans ces deux chaînes alimentaires, la pyrale ou l'homme consomment des végétaux, eux-mêmes producteurs primaires. Ils sont donc consommateurs primaires.
Que représente le trichogramme par rapport à la pyrale ?
Le trichogramme, à l'état larvaire, se nourrit des œufs de la pyrale. La pyrale est donc une proie pour le trichogramme qui, de son côté, est un consommateur de pyrales.
En tenant compte de l'ensemble des documents fournis, quel est l'intérêt d'utiliser les trichogrammes dans une culture de maïs ?
Le trichogramme détruit le ravageur des cultures (la pyrale) tout en respectant les autres espèces (son action est spécifique) et l'environnement et en évitant l'utilisation d'insecticides.
L'utilisation des trichogrammes peut être une alternative avantageuse à l'utilisation des pesticides pour détruire le ravageur qu'est la pyrale. Il s'agit d'un problème majeur. D'une part, la perte engendrée dans les récoltes par la pyrale est considérable (en moyenne 5 %). D'autre part, l'utilisation d'insecticides et de pesticides divers peut entraîner des nuisances, tant sur la biodiversité (déclin de pollinisateurs tels que les abeilles, par exemple) que sur la santé humaine. Il faut donc lutter contre la pyrale, tout en évitant d'utiliser les insecticides.
C'est dans ce contexte qu'intervient la lutte biologique avec les trichogrammes. Pour bien comprendre leur intérêt, il faut reconstituer l'ensemble des relations de l'homme avec les acteurs de ce système. Deux types de relation sont ici à distinguer : les relations trophiques (qui mange qui) représentées sous forme de chaînes alimentaires, et les relations plus artificielles, qui résultent des activités humaines (l'homme cultive le maïs, il élève le bétail et il introduit les trichogrammes).
Le producteur primaire dans cette chaîne alimentaire est le maïs (autotrophe photosynthétique). Les bovins qui consomment le maïs sont des consommateurs primaires (phytophages). Enfin, l'homme, qui mange les bovins, est un consommateur secondaire (zoophage). Lorsqu'il consomme directement le maïs (en grains ou en farines), l'homme est également un consommateur primaire. Mais la pyrale est également un consommateur primaire, qui mange le maïs et fait perdre, du fait de cette consommation, une partie de la récolte. Enfin, le trichogramme est un consommateur secondaire, puisqu'il se nourrit, à l'état larvaire, d'un autre animal, la pyrale.
L'ensemble de ces relations est présenté dans le schéma suivant, qui montre les diverses relations de l'homme avec l'écosystème simplifié étudié ici :
Les diverses relations de l'homme et des espèces étudiées dans l'exemple choisi
Le trichogramme est un consommateur de la pyrale, elle-même consommatrice du maïs. En détruisant la pyrale, le trichogramme vient donc en aide aux cultivateurs, qui trouvent en lui un auxiliaire intéressant pour éviter une baisse de rendement et de productivité. En effet, le trichogramme détruit les pyrales, mais son action est sélective et les autres insectes ne sont pas tués par le trichogramme. Les abeilles, par exemple, n'ont rien à craindre de son activité.
D'autre part, en réalisant ce travail, le trichogramme permet d'éviter une trop forte utilisation d'insecticides, ce qui est à la fois bénéfique pour le cultivateur (réduction des frais de traitement, même si le trichogramme lui-même engendre un coût non négligeable), mais aussi pour l'ensemble de la biodiversité environnante. Le trichogramme permet donc, en utilisant les services rendus par les écosystèmes, de concilier les deux impératifs suivants : réduire les pertes dans les récoltes en détruisant le ravageur et préserver l'environnement et la biodiversité qui lui est attachée, en utilisant un moyen biologique non agressif vis-à-vis de l'environnement.