La production durable des cultures sans agents pathogènes est un des soucis les plus importants de l'humanité, étant donné la croissance prévue de la population et la menace posée par le changement climatique aux terres arables. De façon impressionnante, l'étude d'une espèce de scarabées arboricoles pourrait apporter quelques réponses.

Une leçon d'agriculture durable

Les scolytes, qui vivent en groupes sociaux à l'intérieur des arbres, transportent les spores de champignons depuis leur nid natal lorsqu'ils s'installent dans de nouveaux arbres. Les spores sont ensuite «plantées», et lorsque le champignon développe des fructifications, les fruits sont récoltés. À l'instar des humains, les scarabées doivent lutter contre des pathogènes qui peuvent nuire à leurs cultures et garantir un environnement durable et sain pour la croissance de la culture.

«Dans ce projet, mon but ultime était d'identifier des solutions pouvant être retenues par les scientifiques et les chercheurs en matière de sylviculture et d'agriculture», explique le coordinateur du projet pour le projet FARMING IN BEETLES financé par l'UE, le Dr Peter Biedermann de l'institut Max Planck d'écologie chimique en Allemagne. «Comme dans les nids de scarabées que je suis en train d'étudier, les pathogènes fongiques posent une menace considérable pour l'agriculture humaine, et le fait de comprendre le succès des scarabées pourrait apporter des informations pertinentes pour notre agriculture également.»

Lancé en mars 2015, le projet d'une durée de deux ans, financé par une bourse intra-européenne Marie Curie, a déjà présenté de nouveaux résultats. Le lien entre le scarabée et le champignon n'implique pas une seule mais plusieurs espèces de champignons, qui sont probablement plantées dans le nid dans un ordre précis; par exemple, selon un modèle de rotation des cultures qui serait familier aux agriculteurs. De façon remarquable, plusieurs bactéries jouent un rôle majeur dans l'induction des fructifications et dans la lutte contre les agents pathogènes.

«C'était également très surprenant de découvrir que chez le coléoptère d'arbres fruitiers, le scolyte que j'étudie plus particulièrement, la principale culture de champignon se compose d'une seule souche que l'on peut trouver dans toute l'Europe», explique Peter Biedermann. «Les hommes cultivent aussi quelques cultivars très fertiles de leurs cultures. Un autre résultat impressionnant est que les champignons ne sont présents que dans les scarabées qui colonisent les arbres morts. Les scarabées qui peuplent les arbres encore vivants ne transportent pas de champignons puisqu'ils tueraient très probablement leur arbre hôte.»

Le projet s'est également fondé sur la découverte selon laquelle la croissance des plantes peut être stimulée grâce à certains micro-organismes (endophytes) qui vivent à l'intérieur du tissu végétal et peuvent aider à repousser les herbivores. «Dévoiler le rôle des bactéries dans les jardins des scarabées peut nous permettre de comprendre le rôle des endophytes associés à nos cultures également», affirme M. Biedermann. «Enfin, les antibiotiques produites par les bactéries semblent aussi jouer un rôle important dans les nids des scarabées. Il existe donc peut-être un potentiel de transfert de connaissances pour des applications médicales, voire pour la détection de nouvelles substances antibiotiques.»

Appliquer de nouvelles techniques

Après avoir confirmé la complexité du système scarabée-champignon, le reste du projet, dont la fin est prévue en février 2017, se concentrera sur la découverte de ces interactions de manière plus détaillée. «Par exemple, quelles substances chimiques sont impliquées, lesquelles sont produites par les bactéries et lesquelles par les champignons eux-mêmes?» explique Peter Biedermann. «Quelles espèces bactériennes apparaissent dans les nids; s'agit-il toujours des mêmes ou y a-t-il une variation à travers la gamme géographique des scolytes?»

Peter Biedermann souhaite également explorer en profondeur les parallèles entre l'agriculture des scarabées et celle des êtres humains, pour voir ce que ces deux (habituellement distincts) domaines de recherche peuvent apprendre l'un de l'autre. «Je souhaite regrouper les chercheurs qui étudient la culture des insectes et les agronomes, dans le but de stimuler mutuellement leurs recherche», affirme-t-il. «Il serait très intéressant, par exemple, d'appliquer des bactéries à nos cultures afin de produire des antibiotiques contre les ravageurs des cultures. C'est exactement ce que ces scarabées semblent faire.»