Persistence monitoring and mechanisms of insecticide resistance in brown plant hopper (Nilaparvata lugens (Stål)), and its associated risk on mirid bugs, Cyrtorhinus lividipennis Reuter, in North India

Le riz est l'aliment de base de milliards de personnes, mais sa culture fait face à une guerre constante et silencieuse contre un minuscule insecte suceur de sève connu sous le nom de cicadelle brune. Ce ravageur ne se contente pas de manger la culture ; il vide la plante de son sang vital et propage des virus mortels qui peuvent anéantir des récoltes entières. Pendant des décennies, les agriculteurs se sont appuyés sur des pulvérisations chimiques pour tenir ces insectes à distance. Cependant, la nature a une façon de riposter. Tout comme les bactéries peuvent apprendre à survivre aux antibiotiques, les insectes peuvent développer des défenses contre les poisons destinés à les tuer. Lorsqu'une population de ravageurs survit à un traitement chimique, les survivants transmettent leurs traits robustes à leur progéniture, rendant finalement le spray inutile. Ce cycle force les scientifiques à surveiller constamment comment les ravageurs deviennent résistants et à comprendre la machinerie biologique à l'intérieur de l'insecte qui lui permet de détoxifier les produits chimiques.

Au-delà de la bataille entre l'agriculteur et le ravageur, il y a un troisième acteur dans cet écosystème : l'insecte miride. Ce petit insecte prédateur est un ennemi naturel de la cicadelle brune, chassant et mangeant les nuisibles pour maintenir leurs effectifs à un niveau bas. Le défi de l'agriculture moderne est de trouver une arme chimique qui tue le ravageur sans aussi tuer ce garde du corps utile. Si un spray a une portée trop large, il élimine les prédateurs naturels, laissant le champ sans défense une fois que le produit chimique s'est dissipé. L'objectif est de trouver un outil assez précis pour cibler le ravageur tout en épargnant les insectes bénéfiques qui aident à maintenir un champ sain.

Dans une étude récente menée dans les principales régions de culture du riz du nord et de l'est de l'Inde, des chercheurs ont entrepris de cartographier l'état actuel de ce conflit. Ils ont collecté des cicadelles brunes dans quatre localités différentes, incluant des États comme le Pendjab, l'Haryana et l'Odisha, pour voir comment ces populations locales se comportaient face aux cinq insecticides les plus courants utilisés aujourd'hui. L'équipe ne s'est pas contentée de regarder si les insectes mouraient ; elle a scruté l'intérieur des insectes pour voir quels changements biologiques se produisaient. Ils ont mesuré l'activité de trois enzymes spécifiques — des protéines spécialisées qui agissent comme des filtres chimiques à l'intérieur du corps de l'insecte. Ces enzymes, connues sous le nom d'estérases, de cytochrome P450 et de glutathion-S-transférase, travaillent à décomposer les produits toxiques avant qu'ils ne puissent tuer l'insecte. En comparant les niveaux d'enzymes chez les insectes sauvages capturés sur le terrain par rapport à une souche de laboratoire n'ayant jamais été exposée à du poison, les scientifiques ont pu déterminer exactement comment les ravageurs survivaient.

Les résultats ont brossé un tableau clair d'un ravageur qui apprend à s'adapter. L'étude a révélé que les populations de cicadelles brunes en Inde avaient développé un niveau modéré de résistance à deux produits chimiques largement utilisés, l'imidaclopride et le thiaméthoxame. Dans certaines localités, les insectes étaient jusqu'à dix-sept fois plus difficiles à tuer avec ces sprays que la souche de laboratoire. La résistance à un troisième produit chimique, le fipronil, était plus faible mais toujours présente. Cependant, les insectes présentaient la plus faible résistance à deux autres produits, la pymétrozine et le buprofézine. L'enquête sur la biologie interne des insectes a révélé que cette résistance n'était pas un coup de chance. Les insectes provenant des zones les plus résistantes présentaient des niveaux significativement plus élevés d'enzymes détoxifiantes. Plus précisément, l'activité de l'enzyme cytochrome P450 et des estérases était beaucoup plus élevée dans les populations résistantes, confirmant que ces insectes décomposaient activement le poison avant qu'il ne puisse leur nuire. L'étude a également révélé que la résistance à un produit chimique entraînait souvent la résistance à un autre, suggérant que les insectes développaient un système de défense général plutôt qu'un bouclier spécifique contre un seul type de spray.

Les chercheurs ont ensuite porté leur attention sur la sécurité de l'insecte miride. Ils ont testé les mêmes cinq insecticides pour voir à quel point ils étaient toxiques pour ce prédateur bénéfique. Les conclusions sont frappantes. Les produits chimiques auxquels la cicadelle brune avait développé une résistance modérée — l'imidaclopride et le thiaméthoxame — étaient également les plus mortels pour l'insecte miride. Lorsqu'ils sont exposés à ces sprays, les prédateurs utiles subissent des taux de mortalité élevés, ce qui signifie que ces produits chimiques détruiraient probablement le système de défense naturel du champ de riz. En revanche, les produits chimiques les plus sûrs pour l'insecte miride étaient la pymétrozine et la buprofézine. Ces deux substances étaient beaucoup moins toxiques pour le prédateur, lui permettant de survivre même lorsque le ravageur était ciblé.

L'étude a également examiné la durée pendant laquelle ces produits chimiques restaient efficaces sur le terrain. Ils ont mesuré la « toxicité persistante », c'est-à-dire la durée pendant laquelle le spray continue de tuer les ravageurs après l'application. Bien que certains produits chimiques comme le fipronil soient restés toxiques pendant longtemps, les chercheurs ont noté que la pymétrozine offrait un avantage unique. Elle présentait une forte capacité initiale à tuer le ravageur mais ne persistait pas avec la même toxicité à long terme que les autres, ce qui peut parfois nuire à l'écosystème pendant des semaines. Cet équilibre suggère que la pymétrozine pourrait être un outil précieux pour les agriculteurs. Elle est efficace contre le ravageur, elle est moins susceptible d'être vaincue par le niveau actuel de résistance sur le terrain et, surtout, elle épargne l'insecte miride.

Cette recherche met en lumière une voie critique pour la riziculture en Inde. La cicadelle brune évolue, et le fait de compter sur les mêmes quelques produits chimiques de manière répétée conduit à une situation où les ravageurs deviennent plus difficiles à tuer et les prédateurs utiles sont éliminés. L'étude suggère que les agriculteurs et les scientifiques doivent alterner leurs outils, en utilisant des produits chimiques comme la pymétrozine et la buprofézine qui sont moins susceptibles de nuire aux ennemis naturels du ravageur. En comprenant les enzymes spécifiques que les ravageurs utilisent pour survivre et en choisissant des produits chimiques qui ne déclenchent pas ces défenses ou ne nuisent pas aux prédateurs, il est possible de gérer le ravageur sans détruire l'écosystème. Les travaux confirment que, bien que la bataille soit en cours, il existe des stratégies spécifiques qui peuvent maintenir la productivité des rizières et l'équilibre naturel intact.