Sémiochimique

Définition

Un sémiochimique est une substance de type marqueur ou signal chimique qui transmet des informations entre des individus d'une même espèce (phéromones) ou d'espèces différentes (allélochimique).

Les composés sémiochimiques sont des produits chimiques impliqués dans les communications biologiques entre les organismes. Les substances sont divisées en substances allélochimiques (interspécifique) et phéromones (intraspécifique).

Des substances sémiochimiques médiatrices :

Les substances sémiochimiques médiatrices des interactions entre individus interspécifiques sont appelées allélochimiques et celles entre individus intraspécifiques sont appelées phéromones. Les allélochimiques sont des produits chimiques importants pour les individus d'une espèce différente de l'espèce source. (A) Configuration absolue des composants de la phéromone sémiochimique d'Aphthona flava. (B) Représentation schématique de la confusion sexuelle via des produits sémiochimiques à base de phéromones sexuelles. (C) Comme de nombreux ennemis naturels, les prédateurs et les parasitoïdes des pucerons ont évolué pour percevoir et exploiter les phéromones d'alarme (sémiochimiques) de leurs proies.

Explications

Les substances sémiochimiques sont des substances chimiques de signalisation utilisées pour transporter des informations entre les organismes vivants et qui provoquent des changements dans leur comportement. Ils sont émis par un individu et provoquent une réponse chez un autre. La plupart des invertébrés s'appuient sur l'olfaction comme principale modalité sensorielle pour détecter leur environnement externe.

L'attraction des insectes vers les plantes et autres organismes hôtes implique la détection de substances sémiochimiques spécifiques ou de proportions spécifiques de substances sémiochimiques. L'évitement des hôtes inappropriés peut impliquer la détection de substances sémiochimiques spécifiques, ou de mélanges de substances sémiochimiques, associées à des taxons non hôtes.

Pour la lutte intégrée contre les ravageurs, il existe une opportunité de développer des interventions non toxiques utilisant des produits sémiochimiques qui influencent le comportement des insectes ravageurs. Des attractifs peuvent être utilisés dans des pièges appâtés pour surveiller les populations de ravageurs. De plus, les produits sémiochimiques qui repoussent les ravageurs ou attirent leurs ennemis naturels pourraient être utilisés pour maintenir les populations de ravageurs en dessous de niveaux dommageables.

Les allélochimiques, selon leurs rôles fonctionnels, comprennent les kairomones (bénéfiques au récepteur), les synomones (bénéfiques à la fois à l'émetteur et au récepteur), les allomones (bénéfiques à l'émetteur) et les apneumones (d'origine non biologique). Une phéromone de tout insecte est caractérisée par son nombre de carbone, son groupe fonctionnel, la disposition des doubles liaisons et le rapport entre les composés majeurs et mineurs.

Types de composés sémiochimiques :

Les divers types de composés sémiochimiques : allomone, kairomone, synomone, phéromones.

Avec l'avènement des techniques analytiques et électrophysiologiques, l'isolement, l'identification et la synthèse des substances sémiochimiques deviennent faciles. Des phéromones pour un grand nombre d'insectes appartenant à divers ordres ont été identifiées, synthétisées, formulées et utilisées sur le terrain. La surveillance des insectes, généralement pour la prévision de la population, le dépistage de quarantaine et la dispersion, a été effectuée pour plusieurs espèces d'insectes. Le piégeage de masse et la confusion sexuelle ont été pratiqués avec succès, seuls ou en combinaison avec des insecticides ou des technologies de lutte biologique pour une gestion efficace des insectes nuisibles. Indirectement, ces méthodes réduisent l'utilisation d'insecticides et facilitent la conservation des ennemis naturels.

Le méthyleugénol, la cuélure et la trimédlure sont les paraphéromones couramment utilisés avec succès pour la surveillance, le piégeage de masse et l'annihilation des mâles. Les volatils végétaux seuls ou en mélanges sont utilisés pour le piégeage de masse de plusieurs insectes, en particulier les Coléoptères nuisibles. Outre les insectes Lépidoptères, coléoptères et Diptères, les phéromones sont souvent utilisées pour les insectes appartenant à d'autres ordres, notamment les Homoptères (cochenilles farineuses) à des fins de surveillance.

Les kairomones et les synomones améliorent les performances des ennemis naturels. Les phéromones anti-agrégation et les technologies "d'autoconfusion" sont des stratégies récentes de lutte contre les insectes ravageurs. Le développement de distributeurs rentables pour la confusion sexuelle, les nez électroniques à base sémiochimique pour la surveillance et la sensibilisation des agriculteurs sont suggérés pour faciliter l'utilisation de produits sémiochimiques dans la lutte antiparasitaire.

Lutte intégrée contre les nuisibles

Les substances sémiochimiques sont produites par des organismes qui modifient le comportement des animaux. Les types de produits sémiochimiques les plus importants pour la lutte antiparasitaire sont les phéromones et les allomones. Les phéromones sont émises par les membres d'une espèce pour modifier le comportement des autres membres de la même espèce. Les allomones sont comme les phéromones, sauf qu'elles sont émises par une espèce afin de modifier le comportement d'une autre espèce.

Les phéromones les plus couramment utilisées en agriculture sont les attractifs sexuels. Ces produits chimiques sont produits par les femelles pour attirer les mâles pour l'accouplement et sont utilisés par les praticiens de la lutte antiparasitaire pour attirer les mâles dans les pièges. Les pièges à phéromones sont souvent utilisés pour déterminer la densité de population en échantillonnant le nombre de mâles capturés dans un piège pendant un certain laps de temps. Les phéromones sexuelles aident également au piégeage de masse et à la perturbation de l'accouplement des insectes.

La phéromone sexuelle synthétique gossyplure est utilisée pour piéger le ver rose du cotonnier Pectinophora gossypiella. Des essais à grande échelle de confusion sexuelle en Inde sur le ver rose de la capsule ont démontré une augmentation de 35 % en utilisant 50 à 75 g de phéromone de gossyplure par hectare avec sept applications à 8 à 22 jours d'intervalle. Les phéromones d'alarme peuvent être utilisées pour éloigner certaines espèces des cultures. Une pratique traditionnelle au Mexique profite des phéromones d'alarme libérées par les coléoptères en feu. Placer des coléoptères brûlés dans les champs de haricots pendant la nuit repousse efficacement les coléoptères vivants le lendemain matin.

Les allomones sont produites par de nombreuses plantes pour repousser les herbivores et les empêcher de se nourrir. De nombreux produits secondaires des plantes, tels que les tanins, les cyanines, etc. sont en fait des allomones antiherbivores. Certains agissent en repoussant, d'autres directement en affectant la croissance et le développement de l'organisme nuisible. Les allomones n'ont pas été beaucoup utilisées comme intervention appliquée, mais elles sont souvent à la base de la plantation d'accompagnement et d'autres interventions culturelles.

Sémiochimiques d'alarme utilisés comme kairomones par les ennemis naturels

Les produits sémiochimiques offrent aux organismes un moyen puissant de communiquer et de coordonner leurs comportements. Mais ils représentent également des opportunités pour d'autres organismes d'intercepter et d'exploiter ces signaux. En effet, il existe de nombreux exemples d'ennemis naturels ayant appris ou évolué pour utiliser les phéromones de leurs proies comme signaux de recherche de nourriture.

Par exemple, les ennemis naturels des pucerons s'appuient sur des produits sémiochimiques, en particulier la phéromone d'alarme des pucerons, pour localiser les colonies de pucerons. Des études antérieures ont démontré ce phénomène chez les coccinelles, Coccinella sp., Adalia sp. et Harmonia sp.; syrphes; carabes; chrysopes; et adultes et larves de guêpes parasites.

Les parasitoïdes des fourmis utilisent également des composants de phéromones d'alarme pour localiser leurs hôtes spécifiques. Des individus d'Apocephalus paraponerae (Diptera : Phoridae), qui parasite les ouvrières de la fourmi tropicale géante Paraponera clavata (Hymenoptera : Formicidae), localisent les ouvrières combattantes ou blessées de cette espèce hôte en utilisant de la 4-méthyl-3-heptanone et de la 4-méthyl-3 -heptanol. L'araignée cursive Habronestes bradleyi (Araneae, Zodariidae), un prédateur spécialisé de la fourmi à viande Iridomyrmex purpureus, localise également les ouvrières de sa proie en utilisant leur phéromone d'alarme, qui se compose principalement de 6-méthyl-5-hepten-2-one et est fréquemment libérés lors de conflits territoriaux entre congénères.

Remarques générales

Les produits sémiochimiques peuvent non seulement être classés en fonction de leur origine ou de leur mode d'action, mais peuvent également être classés en fonction de leurs structures chimiques. D'après les processus généraux du métabolisme primaire, la variabilité des structures chimiques des composés utilisés pour la communication n'apparaît pas illimitée, même en ce qui concerne les transformations secondaires : les systèmes de communication semblent s'établir selon des concepts archaïques qui suivent des règles distinctes. Outre les processus coévolutifs, les convergences et les coïncidences, il apparaît que des principes élémentaires existent dans les "langages chimiques" des êtres vivants.

En plus des exemples mentionnés ci-dessus, des démonstrations frappantes sont trouvées parmi les constituants volatils des éléphants : l'acétate de (Z)-7-dodécényle, la phéromone sexuelle des éléphants d'Asie femelles, Elephas maximus, est connue pour être l'une des phéromones sexuelles les plus répandues chez les femelles. En outre, la sécrétion de la glande temporale musth des éléphants mâles contient du 1,5-diméthyl-6,8-dioxabicyclo-octane (frontaline), une phéromone d'agrégation bien connue des scolytes Dendroctonus.

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