CHAP 2 : Mécanismes de défense des plantes contre les herbivores PDF

CHAP 2 : Mécanismes de défense des plantes contre les herbivores Il existe différents types de prédation comme les feuilles mangées et le stylet qui perfore les nervure et qui boit la sève...

CHAP 2 : Mécanismes de défense des plantes contre les herbivores Il existe différents types de prédation comme les feuilles mangées et le stylet qui perfore les nervure et qui boit la sève Moyens de défense physique contre les herbivores Il existe différents moyens de défense physique contre les herbivore, on retrouve les épines les trichomes (poils à la surface des feuilles/tiges) formes assez difformes : forme une barrière contre l’insecte et piège l’insecte limbe constitué d’une cuticule (couche épaisse résistante qui protège la pénétration des stylets) qui rend rend la feuille moins attirante et la renforce. Il existe aussi des moyens de défense chimique contre les herbivores, on retrouve : 1. Réponse précoce avec des composés déjà présents : Les plantes possèdent des composés de défense déjà prêts à être libérés au site de l'attaque. Ces composés peuvent être localisés dans des structures comme des Les composés défensifs peuvent être produits/stockés dans des glandes ou des tissus spécifiques. Lorsqu'un structures spécialisées herbivore attaque, la cuticule de la plante peut se soulever progressivement, libérant le contenu défensif stocké (toxines ou autres composés anti herbivores). Ces composés ne nécessitent pas de nouvelle synthèse, ce qui permet une réaction rapide et ciblée. 2. Réponse précoce avec des composés nécessitant une néosynthèse : Dans ce cas, la plante déclenche la production de nouveaux composés de défense, dérivés d'acides gras ou d'autres précurseurs chimiques. Les composés nouvellement synthétisés peuvent avoir un double rôle : ils peuvent agir directement comme des défenses contre les herbivores ou comme des molécules de signalisation qui vont alerter d'autres parties de la plante ou même des plantes voisines. 3. Réponse tardive à l'échelle systémique (plante entière) : Suite à une attaque, une réponse plus généralisée peut se mettre en place dans toute la plante, souvent initiée par des blessures locales. Cela implique l'activation de voies biosynthétiques plus complexes. La réponse systémique est médiée par des phytohormones telles que l'acide salicylique et l'acide jasmonique, produits en réaction aux blessures. Ces hormones permettent une réponse plus longue et plus étendue dans toute la plante. Ces phytohormones peuvent être méthylées, ce qui les rend volatiles et capables d'agir plus rapidement, parfois en transmettant des signaux de défense à d'autres plantes proches. CHAP 2 : Mécanismes de défense des plantes contre les herbivores 1  Protection de groupe : les plantes environnantes peuvent détecter ces signaux volatils et déclencher à leur tour leurs mécanismes de défense, illustrant un phénomène de coopération entre les plantes. Quand la réponse est systémique on observe une augmentation des mol de défense et donc de l’efficacité de la défense L’ensemble de ces mécanismes de défense sont des moyens de défense directe. la production de composés de défense peut ensuite s’étendre à la plante entière 1) Mécanismes de défense directe Les mécanismes de défense directe sont généralement des composés répulsifs qui sont soit des compo pas “bon” au gout genre amer (terpène et alcaloïdes) ; des compo astringent : tannins des tissus végétaux → ils se complexifient avec les protéines qui assurent normalement la lubrification ⇒ le complexe bloque le système de lubrification et dc précipitation des mol de la bouche = pas agréable (assèchement) ou des composés odorants répulsifs agissant à distance (terpène, dérivés d’acides gras) si on veut que la défense marche sur une longue distance il faut que le compo soit produit en abondance. On retrouve aussi des composés toxiques comme les alcaloïdes (foie, système nerveux ex caféine) ; les terpènes (système nerveux) ; les tannins (digestion) ; les glucosinolates et des acides aminés non protéiques (ex carnavanine). a) Production de composés répulsifs, l'exemple du linalol et des pucerons Le linalol est un alcool terpénoïde, un composé organique volatil (COV) couramment trouvé dans le parfum des fleurs. Il joue un rôle crucial dans l'attraction des pollinisateurs, contribuant ainsi à la reproduction des plantes. En plus des fleurs, le linalol est également présent dans les feuilles de certaines plantes, où il peut participer à des interactions écologiques. Sa production est assurée par l'enzyme linalol-synthase. Cependant, toutes les plantes ne produisent pas de linalol. Par exemple, Arabidopsis thaliana ne produit pas ce composé, soit parce qu'elle ne possède pas l'enzyme nécessaire, soit parce que l'enzyme présente est non fonctionnelle. EXP si on prend l’enzyme d’une plante qui fait du linalol et qu’on le met dans Arabidopsis L'expérience consiste à introduire l'enzyme linalol-synthase d'une plante produisant du linalol dans Arabidopsis thaliana, qui ne produit normalement pas ce composé. Le linalol, étant hydrophobe (non soluble dans l'eau), nécessite un solvant lipidique pour être transporté efficacement dans la plante. Les questions principales sont : Quels avantages apporte le linalol ? Il pourrait attirer les pollinisateurs ou servir à la défense chimique contre les herbivores. Est-ce que la plante va effectivement produire du linalol ? Si l'enzyme insérée est fonctionnelle, Arabidopsis pourrait produire du linalol. Pour capter et analyser le linalol, on doit faire face à sa volatilité. La plante est placée sous une cloche avec un flux d'air purifié. L'air sortant, contenant les composés volatils, est aspiré à l'extérieur à l'aide d'une pompe. Un polymère capture ces composés volatils, comme le linalol. Pour analyser les COV capturés, on utilise de l'hexane (solvant lipophile) pour extraire les COV du polymère, ce qui forme un mélange liquide (hexane + COV). Ensuite, on analyse ce mélange par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS). La chromatographie sépare les composés présents, tandis que la spectrométrie de masse permet d'identifier précisément les molécules volatiles, dont le linalol. CHAP 2 : Mécanismes de défense des plantes contre les herbivores 2  Identification par spectro de Chromatographie de Arabidopsis masse (sauvage en petit en haut) L'analyse des composés volatils issus de la plante transgénique produisant du linalol utilise la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS). Voici le processus détaillé : 1. Préparation et injection : Le mélange liquide (hexane + composés volatils) est injecté à l'aide d'une seringue dans une colonne de 50 mètres de long et d'une épaisseur de 3 microns, placée dans un four. L'hexane et les composés s'évaporent sous l'effet de la chaleur et repassent à l'état gazeux. 2. Séparation dans la colonne : Les composés volatils passent à travers la colonne en fonction de leur affinité avec le matériau de la colonne. Les composés ayant une plus grande affinité mettent plus de temps à traverser la colonne, ce qui se mesure par le temps de rétention. 3. Chromatogramme : En sortie de colonne, un chromatogramme est obtenu, qui montre le temps de rétention de chaque composé. Plus un composé met du temps à sortir, plus il a d'affinité avec la colonne. 4. Fragmentation des composés : À la sortie de la colonne, les composés sont bombardés par des électrons, ce qui provoque leur ionisation (les molécules perdent des électrons et deviennent chargées positivement) et leur fragmentation. Chaque molécule se casse de manière caractéristique, toujours selon le même "profil de cassure". 5. Spectrométrie de masse : Les fragments obtenus sont analysés pour déterminer leur masse. Chaque fragment a une masse spécifique, et en les combinant, on peut reconstruire le profil de cassure du composé. 6. Comparaison avec une base de données : Grâce à une base de données de spectres de masse, on peut comparer les fragments obtenus à ceux de composés connus. Si le profil de cassure correspond à celui du linalol, cela confirme sa présence. Résultat : Dans le cas de l'Arabidopsis transgénique, un composé absent dans la version sauvage est détecté. Après fragmentation et analyse par spectrométrie de masse, ce composé est identifié comme étant du linalol, prouvant que la plante transgénique produit ce composé volatile. EXP on va tester ce linalol avec un tube en Y (tube en verre) ⇒ test fonctionnel du linalol On place des pucerons à l’entrée du tube en Y et voir ce qu’il vont faire. Les pucerons auront tendance à aller vers le sauvage sur les premières heure mais au bout de 20h on observe une nette différence : les pucerons ont bcp plus tendance à aller vers le sauvage. Mais POURQUOI ? Car le linalol est présent dans le transgénique, cela nous montre que le linalol est un répulsif à puceron et donc confirme bien que c’est un moyen de défense directe contre les herbivores. b) Production de composés toxiques CHAP 2 : Mécanismes de défense des plantes contre les herbivores 3  Voici un résumé des principaux types de composés toxiques produits par les plantes dans le cas d’une défense directe et leurs effets sur les herbivores : 1. Alcaloïdes (ex : caféine) : Ils affectent le système nerveux et d'autres systèmes comme le foie. La caféine inhibe l'AMP cyclique phosphodiestérase, une enzyme qui dégrade l'AMP cyclique (un messager cellulaire). En l'inhibant, l'AMP cyclique reste élevé, excitant excessivement les cellules, ce qui maintient l'organisme en état d'éveil prolongé. Cet effet peut devenir toxique en provoquant une surexcitation du système nerveux. 2. Terpènes : ils affectent aussi le système nerveux. Ce sont des composés hydrophobes présents dans de nombreuses huiles essentielles, souvent utilisés pour repousser les herbivores par leur toxicité ou leur goût désagréable. 3. Tannins : Ce sont des composés astringents qui perturbent la digestion. Ils se complexent avec les protéines du bol alimentaire, les rendant non digestibles pour l'herbivore. Cela peut entraîner des carences nutritionnelles graves et, dans des cas extrêmes, mener à la mort. 4. Glucosinolates (présents dans les Brassicacées, ex : moutarde) : Dans la plante, les glucosinolates et l'enzyme myrosinase sont séparés. Lorsque la plante est mâchée, les cellules sont brisées, et ces composés entrent en contact, produisant des composés cyanogénétiques, toxiques et répulsifs pour les herbivores. Ces composés interfèrent avec la chaîne respiratoire des mitochondries, perturbant ainsi la respiration cellulaire. 5. Acides aminés non protéiques (ex : canavanine) : Ces acides aminés ne sont pas utilisés dans la synthèse des protéines normales, mais peuvent être incorporés à la place d'acides aminés standards. Cela conduit à la production de protéines anormales, perturbant les fonctions physiologiques de l'herbivore et pouvant causer des dysfonctionnements graves dans son organisme. c) Un exemple complexe de défense directe chez les conifères Les arbres à aiguille produisent de la résine, c’est leur moyen de défense (⚠️c’est différent de la sève). Les canaux à résine sont présents dans le xylème principalement, ce sont des tuyaux entouré par cell de parenchyme, ils vont fabriquer la résine. On va retrouver des terpène présent dans résine, soit des mono/sesqui - terpène qui sont très volatiles. Au contraire les diterpène sont eux liquides. Dans la résine des conifère, c’est la phase liquide non volatile (diterpène) qui va servir de solvant pour la phase volatile (mono sesqui terpènes) qui deviendra non volatile après le mélange; Quand l’arbre à une “blessure”, qui sera donc en contact avec l’air libre les mono et sesqui terpène disparaissent vu qu’ils sont volatiles et les diterpènes vont donc être précipites et vont boucher la blessure. C’est la fabrication et l’utilisation de la résine. Cette résine sert de défense physique comme un pansement/bouchon, c’est aussi un moyen de piéger les insectes qui vont se retrouver englués dans la résine. C’est aussi un moyen de défense chimique car on observe une réaction avec les différents terpènes compo chimique. Quand il y aune blessure, des new canaux à résine sont fabriqués et la résine changera de composition avec de new terpènes. C’est un mécanisme complexe Les flavonoïdes et les stilbènes sont des composés toxiques produits par certaines plantes, mais contrairement aux résines, ils ne sont pas stockés dans les canaux à résine. Ils sont synthétisés dans le phloème secondaire, où l'on retrouve trois types de cellules clés : 1. Tubes criblés : responsables du transport de la sève élaborée. 2. Fibres : jouent un rôle de soutien structurel. 3. Parenchyme : cellules qui assurent diverses fonctions, notamment le stockage et la synthèse de substances. Ces flavonoïdes et stilbènes jouent un rôle dans la défense chimique de la plante en étant toxiques pour les herbivores ou autres agents pathogènes qui attaquent la plante. Exemple du scolyte de l’épicéa Le scolyte de l’épicéa (ou Ips typographus) constitue une menace sérieuse pour les forêts d’épicéas, causant la mort de milliards d'hectares d’arbres. Les symptômes de l'attaque incluent la chute des aiguilles et le détachement de l'écorce. CHAP 2 : Mécanismes de défense des plantes contre les herbivores 4  Pourquoi cette attaque ? Le scolyte se nourrit du phloème, une partie de l’arbre qui contient la sève élaborée, riche en sucres nécessaires à sa reproduction et à sa survie. Processus d’attaque Les scolytes mâles commencent par percer des trous dans l’écorce de l’épicéa. Ils s’installent dans le phloème et libèrent des phéromones d’agrégation, notamment l’ipsdienol, un composé proche du myrcène, un monoterpène de la résine de l’épicéa. Ce subterfuge chimique attire les femelles. Les scolytes aménagent une chambre de reproduction, où la femelle creuse des tunnels en se nourrissant du phloème et pond des œufs à intervalles réguliers le long de ce réseau. Les larves qui se développent creusent à leur tour des tunnels perpendiculaires à ceux de la femelle, perturbant davantage l’arbre et conduisant à son dépérissement. schéma du trajet du scolyte dans l’écorce des épicéa Interaction tripartite : arbre, insecte, champignon L’infestation par le scolyte est aggravée par la présence d’un champignon symbiotique. Ce champignon, en s'établissant dans les tissus de l'arbre, utilise ses mycéliums pour puiser les nutriments de la sève et émet des toxines qui attaquent les cellules du parenchyme de l'arbre, affaiblissant ses défenses naturelles. Résultat : l'arbre perd son écorce et finit par mourir. Problème aggravé par le réchauffement climatique Historiquement, il y avait un équilibre entre l’épicéa et le scolyte. Cependant, avec le réchauffement climatique, cet équilibre est rompu. Dans les années 1960, le scolyte ne produisait qu’une génération par an. Aujourd’hui, en raison de l'augmentation des températures, il peut produire jusqu'à trois générations par an, ce qui amplifie considérablement les dégâts. Solutions contre l'invasion Pièges à phéromones pour attirer et capturer les scolytes. Abattage des arbres infestés pour limiter la propagation. Toutefois, avec le nombre croissant d'arbres attaqués, il devient de plus en plus difficile de maîtriser cette épidémie, notamment en raison de l'ampleur des dégâts dans les forêts. Le scolyte de l’épicéa est aujourd'hui un fléau majeur pour les écosystèmes forestiers, exacerbé par les changements climatiques qui accélèrent son cycle de reproduction. d) La réponse des herbivores Les plantes utilisent divers moyens de défense pour se protéger des herbivores, en produisant des composés toxiques qui perturbent leur digestion ou leur métabolisme. Cependant, certains herbivores ont développé des stratégies pour contrer ces défenses chimiques : 1. Dégradation des composés toxiques : Certains herbivores sont capables de détoxifier les composés toxiques produits par les plantes en les dégradant ou en les excrétant. Par exemple, certaines chenilles peuvent dégrader les glucosinolates (composés toxiques des plantes crucifères). Chez ces insectes, une enzyme spécifique permet de retirer un groupe sulfate des glucosinolates, rendant le composé inoffensif. Ainsi, l'insecte peut se nourrir sans subir les effets toxiques. 2. Insensibilité à la toxine : Certains herbivores ont modifié leurs cibles biologiques pour devenir insensibles aux toxines. Ils conservent les composés toxiques dans leur corps mais ne subissent aucun effet négatif car leur cible moléculaire n'est plus affectée par la toxine. Ils peuvent même excréter ces toxines pour éviter tout effet néfaste. CHAP 2 : Mécanismes de défense des plantes contre les herbivores 5  Dans l'exemple des plantes crucifères et des chenilles, l'insecte utilise une enzyme spécifique pour détoxifier son bol alimentaire, lui permettant de consommer ces plantes sans danger. Cette adaptation montre la coévolution entre les plantes et leurs herbivores, où chaque partie développe des contre-stratégies pour survivre. Les papillons Monarque sont capables de se nourrir de plantes toxiques qui contiennent un composé appelé ouabaïne, un puissant inhibiteur de l'enzyme ATPase, essentielle pour les échanges d'ions sodium et potassium. Mécanisme d'action de l'ouabaïne : L'ATPase sodium-potassium est un canal ionique qui utilise l'ATP pour transférer des ions sodium et potassium contre leur gradient de concentration. Ce canal est crucial pour ramener la cellule à un état de repos après une excitation. L’ouabaïne bloque cette enzyme, empêchant le retour à un équilibre ionique normal, ce qui peut entraîner des dysfonctionnements cellulaires chez les herbivores. Résistance chez le Monarque(observation de la courbe) : Les papillons Monarque sont remarquablement résistants à l'ouabaïne. En observant l'activité de l'ATPase chez différents insectes, on remarque que, dès de faibles concentrations d'ouabaïne, l’activité de l’enzyme chute drastiquement chez la plupart des insectes. Cependant, chez le Monarque, l’enzyme reste fonctionnelle, même à des concentrations plus élevées. Cette résistance est due à une modification d'un seul acide aminé dans l'enzyme ATPase du Monarque. Ce changement empêche l'ouabaïne d’interférer avec la pompe ionique, rendant le papillon insensible à la toxine. Stockage de la toxine et protection contre les prédateurs : Le Monarque stocke l'ouabaïne dans son corps, rendant la chenille puis le papillon adulte toxiques pour leurs prédateurs, notamment les oiseaux. Après avoir goûté un Monarque, les oiseaux apprennent à éviter ces papillons en raison de la toxicité de l'ouabaïne. Mimétisme et exceptions : D'autres espèces de papillons, qui ressemblent visuellement au Monarque, profitent de cette réputation toxique. Les oiseaux évitent également ces papillons inoffensifs, pensant qu’ils sont toxiques comme le Monarque (phénomène de mimétisme batésien). Toutefois, certains oiseaux ont aussi développé une résistance à l'ouabaïne et peuvent consommer les Monarques sans subir les effets toxiques. Ce système d'interactions montre comment les papillons et les prédateurs ont évolué en réponse à des plantes toxiques, avec des adaptations et des contre-adaptations fascinantes. CHAP 2 : Mécanismes de défense des plantes contre les herbivores 6  2.2) Mécanismes de défense indirecte La défense indirecte concerne notamment les interactions tri-trophique où les ennemis de mes ennemis sont mes amis. Dans ces interactions, la plante va émettre des odeurs qui prennent la forme d’alarmes, qui vont attirer les prédateurs qui ont appris à repérer ces alertes, lorsque que les insecte phytophage sont là. Les prédateur de l’insecte (parasitoïde) vont donc arriver à la recherche d’une proie et c’est pas forcément facile car insecte est petit, pas d’odeur et se cache facilement. Cependant on a quand même besoin d’un signal suffisamment grand pour qu’il attire le prédateur. C’est un mécanisme de défense indirecte a) Les herbivores produisent des éliciteurs L'interaction entre le maïs, la chenille et la guêpe est un exemple de défense chimique et de signalisation induite par les herbivores. EXP : 1. Blessure mécanique : On crée une coupure sur les feuilles de maïs pour simuler une attaque et observer les composés émis par la plante en réponse au stress. Ces composés sont des molécules de défense ou de signalisation. 2. Interaction entre la chenille et la plante : On place une chenille sur le maïs, et on compare les composés émis lors de cette interaction. On observe non seulement les composés de base produits par la plante en réponse aux blessures mécaniques, mais aussi des composés supplémentaires. Ces composés additionnels sont le résultat de deux effets combinés : 1. La blessure mécanique causée par la mastication de la feuille par la chenille. 2. Les composés chimiques présents dans la salive de la chenille, qui interagissent avec la plante et modifient la réponse chimique. 3. Blessure soignée avec salive de chenille : On applique de la salive de chenille sur une coupure de maïs pour comprendre si la salive seule influence la réponse. Les résultats montrent que la salive de la chenille joue un rôle important dans l'induction de certains signaux chimiques de défense. Séparation des molécules observées par HPLC (chromatographie liquide haute performance) : Pour identifier les molécules responsables de cette réponse, on utilise une HPLC pour séparer les différents composés du mélange complexe émis par la plante. Molécule 1 : Pas d'effet particulier sur la réponse de la plante. Molécule 2 : Induit un signal émetteur, déclenchant des défenses supplémentaires dans le maïs. Résultat final : Les scientifiques ont réussi à isoler une molécule spécifique, appelée un éliciteur, qui est présente dans la salive de la chenille. Cet éliciteur est responsable de l'induction des réponses de défense chez le maïs, signalant ainsi à la plante qu'elle est attaquée par un herbivore. CHAP 2 : Mécanismes de défense des plantes contre les herbivores 7  Lorsqu'un insecte se nourrit d'une plante comme le maïs, il peut en récupérer des composés qui jouent un rôle dans l'interaction entre l'herbivore et la plante. EXP : Marquage du maïs avec carbone 13 1. Marquage du tissu de maïs : Le maïs est marqué avec un isotope spécifique, le carbone 13, pour pouvoir tracer les composés qu'il produit. 2. Observation de l'insecte se nourrissant : On laisse l'insecte (comme une chenille) se nourrir des tissus de maïs marqués. Pendant ce processus, on observe que l'insecte fabrique une molécule appelée volicitine. En étudiant cette molécule, on découvre qu'une partie de la volicitine provient du carbone 13 absorbé depuis la plante. Cela montre que certains composés de la plante sont récupérés par l'insecte lorsqu'il se nourrit. Mécanisme : Lorsqu'une plante est attaquée, elle libère des acides gras membranaires en réponse à l'attaque. Ces acides gras sont récupérés par l'insecte à partir des tissus végétaux qu'il consomme, puis ils sont conjugués (associés) à un acide aminé dans son tube digestif, provenant de sa propre salive. Incertitudes : On ne sait pas encore exactement à quoi cette molécule (la volicitine) sert à l'insecte. Elle pourrait être liée à des processus de digestion ou de détoxification, mais cela reste à étudier. Impact sur la plante : Ce qui est certain, c'est que cette molécule, issue du mélange d'acides gras de la plante et d'acides aminés de l'insecte, est celle qui déclenche le système émetteur de défense de la plante. Elle incite la plante à produire des composés volatiles pour attirer des prédateurs ou parasitoïdes comme les guêpes, afin de défendre la plante contre l'herbivore. b) La réponse des plantes : production de composés volatils La réponse des plantes à une attaque herbivore, comme celle induite par la volicitine, passe par la production de composés volatils. Si l'on observe un marquage dans la plante, cela indique la présence d'un récepteur spécifique capable de reconnaître la volicitine, montrant ainsi la spécificité de l'interaction. L'utilisation de cycloheximide, un inhibiteur de la traduction, confirme que la volicitine se lie à une protéine traduite récemment dans la plante. Lorsque la volicitine se lie à son récepteur, elle déclenche une transduction du signal qui entraîne une augmentation des niveaux de calcium dans les cellules végétales. Cependant, cette réponse diminue sous l'effet de la chaleur, indiquant la sensibilité de la protéine réceptrice. c) Perception des composés volatils et attraction des prédateurs des herbivores Production d'acide jasmonique et réponse aux attaques herbivores Lors d'une attaque herbivore, la plante produit des phytohormones comme l'acide jasmonique en réponse au stress. EXP : mesure de l’acide jasmonique La simple blessure mécanique d’une plante entraîne une augmentation de cette hormone, mais l'ajout de volicitine (une molécule émise par l'insecte) intensifie cette production. Cela démontre que la perception de la CHAP 2 : Mécanismes de défense des plantes contre les herbivores 8  volicitine par la plante déclenche une réponse accrue, notamment la production d'acide jasmonique. EXP : court-circuitage de la volicitine + ajout de l’acide jasmonique (mesure de l’émission des compo volatile) On voit que l'acide jasmonique joue un rôle central dans l'activation du signal émetteur de défense de la plante, en particulier lors d'une attaque par un herbivore. De plus, il est souvent accompagné d'une augmentation d'éthylène, une autre phytohormone du stress. Cette combinaison optimise la réponse de la plante (réponse de stress optimisée), la rendant de plus en plus sensible aux attaques successives. Interaction entre maïs, acarien et prédateurs tps = terpène synthase indol = pro à partir de tryptophanes Ici une autre expérience à été faite pour montrer que c’est bien ces compo volatiles qui vont attirer les prédateurs ? Pour cette expérience on utilisera un système de tube en Y EXP 1 : maïs + acarien → prod de 2 compos Nérolidol + DMNT EXP 2 : acarien + Arabidopsis → 0 prod des compos EXP 3 : acarien + Arabidopsis transgénique (peut mtn pro les 2 compo) → prod des 2 compos ⇒ le prédateur est à l’entrée du tube en Y Le maïs attaqué par des acariens produit deux composés volatils, nérolidol et DMNT. Ces composés n'étaient pas produits par une autre plante comme Arabidopsis, sauf si elle était génétiquement modifiée pour synthétiser ces composés. Le prédateur, lorsqu'exposé aux volatils émis par ces plantes modifiées, était systématiquement attiré vers l'entrée du tube en Y où les composés étaient présents, confirmant leur rôle d'attracteurs pour les ennemis naturels des herbivores. Perception des composés volatils par les insectes Les insectes localisent les plantes attaquées via les composés volatils qu'elles émettent, perçus grâce à leurs antennes. Les sensilles, sortes de poils présents sur les antennes, jouent un rôle clé dans cette détection. Elles sont reliées au milieu extérieur par des pores, permettant aux composés volatils d'entrer en contact avec des protéines de liaison aux odorants (OBP). Ces protéines transportent les molécules jusqu'aux récepteurs situés sur les dendrites des neurones, ce qui déclenche la transduction du signal et la production d'un potentiel d'action. Les insectes ont ainsi une capacité bien plus fine que les humains pour détecter les odeurs, notamment celles émanant des plantes en situation de stress. ⚠️les données sont biaisées en fonction de l’insecte observé CHAP 2 : Mécanismes de défense des plantes contre les herbivores 9  d) Les plantes myrmécophiles : un exemple de défense indirecte dans le cas d'une association symbiotique Les plantes myrmécophiles entretiennent une association symbiotique étroite avec des fourmis, qui résident sur la plante. Ce système est très efficace car les fourmis peuvent intervenir rapidement en cas d'attaque. Ces associations sont fréquentes dans les milieux tropicaux, et sont souvent permanentes. Les plantes présentent des organes modifiés, comme des tiges creuses où les fourmis s'installent. En échange, la plante nourrit les fourmis via des nectaires extrafloraux situés sur les feuilles ou les pétioles. En retour, les fourmis défendent la plante contre les insectes phytophages, voire contre certains mammifères. Si la plante est attaquée, elle émet des signaux qui attirent les fourmis. Cependant, pour permettre la pollinisation, la plante émet des composés volatils qui repoussent temporairement les fourmis lors de l'ouverture des fleurs, mais change ces composés après la floraison pour attirer à nouveau les fourmis lors du développement des fruits, renforçant ainsi leur protection. e) Effet des composés émis sur les plantes du voisinage Ce dernier exemple illustre l’interaction entre les antilopes et les acacias dans un contexte de défense chimique des plantes. En captivité, de nombreuses antilopes sont mortes après avoir consommé une grande quantité de feuilles d’acacia, qu’elles n’ont pas pu digérer. Normalement, en liberté, les antilopes adoptent un comportement de précaution : elles mangent seulement une petite quantité de feuilles sur chaque arbre, se déplaçant de manière dispersée, souvent contre le vent. Cependant, en captivité, elles étaient contraintes de se nourrir uniquement des feuilles disponibles, sans cette possibilité de variation. Lorsqu'un acacia est attaqué (feuilles mangées), il produit des tanins, un mécanisme de défense chimique qui perturbe la digestion dans le bol alimentaire, rendant les feuilles toxiques. Ces tanins libèrent également des composés volatils qui avertissent les autres acacias à proximité. En réponse, ces acacias commencent à accumuler des tanins dans leurs propres feuilles, renforçant ainsi leur défense. Ce processus de communication chimique inclut notamment l'émission de méthyl jasmonate, une phytohormone impliquée dans la défense contre les herbivores. Résultat : les antilopes se sont empoisonnées à cause de cette réponse en chaîne des acacias. CHAP 2 : Mécanismes de défense des plantes contre les herbivores 10