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Écailles de papillon et épidémies boréales

Les sédiments au fond des lacs sont des témoins précieux du passé de nos écosystèmes boréaux. Comme un disque dur, ils enregistrent les évènements survenus dans la forêt tels que les feux ou les changements dans la composition des communautés végétales. Les diverses épidémies d’insectes depuis la dernière glaciation y ont aussi laissé des traces. À cet égard, les écailles du papillon de la tordeuse des bourgeons de l’épinette se sont révélées comme d'excellents indicateurs. Une découverte sur le point de révolutionner la façon d’étudier les enjeux autour de la tordeuse.

DC - Emy Tremblay - papillon
Écailles du papillon de la tordeuse des bourgeons de l’épinette absorbant la lumière sur fond noir (Grossissement 100x). Crédits photo : Emy Tremblay, Miguel Montoro Girona

La problématique

Les phases de réchauffement et de refroidissement climatiques ont fortement influencé les cycles des épidémies de la TBE, façonnant la forêt boréale que l’on connait aujourd’hui. Cependant, à ce jour, personne n’a été capable de connaître avec précision les cycles de ces épidémies. Il était tout simplement impossible de remonter à plus de 1000 ans pour évaluer la fluctuation des populations en fonction des variations climatiques. C’est là qu’entrent en jeu les écailles du papillon de la tordeuse. Celles-ci possèdent toutes les caractéristiques d’un bon indicateur paléoécologique : elles sont présentes en grand nombre, elles sont facilement identifiables et surtout elles se conservent bien à long terme. En effet, elles sont composées de chitine, une molécule très résistante, et c’est ce qui nous permet de retrouver des écailles dans les sédiments datés de 12 000 ans1

Les écailles en question

Chaque papillon est recouvert d’environ 150 000 écailles, disposées en rangées sur ses ailes et sur son corps. Les formes se différencient selon leur fonction : pour servir au vol ou pour la protection des organes génitaux, par exemple. Quelques caractéristiques sont propres à chaque espèce de papillon (lépidoptère), comme la présence de stries et de pointes sur chacune des écailles.

La TBE devient « papillon » pour remplir la fonction de reproduction, et elle n’a que deux semaines pour compléter cette phase. À la mort du papillon, le pédicelle de l’écaille se dégage de la membrane, dispersant des centaines de milliers d’écailles sur le sol et sur les lacs2. Ces écailles viennent alors rejoindre les sédiments lacustres qui s’accumulent ainsi depuis la dernière glaciation.

Notre méthode

Nous cherchons à savoir comment se présente une période épidémique de la TBE dans les sédiments lacustres annuels. Pour cela, nous utilisons douze lacs situés au nord de la région du Saguenay-Lac-St-Jean, quatre qui ne sont pas défoliés (c’est-à-dire que la TBE n’est pas présente au niveau épidémique dans la forêt riveraine), quatre qui sont défoliés depuis un an et quatre autres qui sont défoliés depuis plus de trois ans. Deux trappes à sédiments sont installées dans chacun d’eux, et les sédiments sont récoltés au printemps avant la défoliation et à l’automne après la défoliation. On mesure ainsi avec précision le nombre d’écailles retrouvées selon l’intensité de la défoliation. Pour bien relier la quantité d’écailles retrouvées dans le fond du lac à l’impact de la défoliation des peuplements riverains, nous caractérisons la défoliation à partir de la proportion de feuillage vert, calculée à l’aide d’images prises par un drone survolant les peuplements.

DC - Emy Tremblay - écaille
Écailles présentes sur une aile de papillon de la tordeuse des bourgeons de l’épinette (grossissement 100x). Crédits photo : Emy Tremblay

Notre contribution

Nous voulons perfectionner le potentiel de l'approche paléoécologique en reliant le nombre d’écailles retrouvées dans les sédiments des lacs à l’impact de la défoliation de la TBE dans le paysage. Nous pourrons ainsi mieux interpréter les variations d’abondance des écailles au cours de l’Holocène en fonction des changements climatiques, de l’occurrence des feux et de l’évolution du paysage. Ces résultats permettront pour la première fois de considérer l’impact de cette importante perturbation sur la variabilité des paysages forestiers québécois. Cet outil pourra par ailleurs être utilisé dans tous les écosystèmes où les lépidoptères jouent un rôle important dans le paysage et ce, à travers le monde!

 

DC - Emy Tremblay - papillon dans le lac
Les papillons morts de la TBE retrouvés sur un lac de la forêt boréale. Crédits photo : Emy Tremblay, Karolane Pitre, Miguel Montoro Girona, Lionel Navarro, Hubert Morin
  • 1. Navarro L, Harvey A-É et Morin H. 2017. Lepidoptera wing scales: a new paleoecological indicator to reconstruct spruce budworm abundance. Canadian Journal of Forest Research : 2017-0009.
  • 2. Montoro Girona M, Navarro L et Morin H. 2018. A Secret Hidden in the Sediments: Lepidoptera Scales. Frontiers in Ecology and Evolution, 6.

Auteur(e)

Emy Tremblay
Université du Québec à Chicoutimi

Emy Tremblay est détentrice d’un baccalauréat en biologie, profil biodiversité et écosystème de l’Université du Québec à Chicoutimi. Pendant ses études, elle a travaillé au laboratoire d’écologie végétale et animale sous la supervision du professeur-chercheur Hubert Morin. Depuis 2017, elle poursuit une maîtrise de recherche en ressource renouvelable sous la direction de M. Morin, titulaire de la Chaire de recherche industrielle du CRSNG sur la croissance de l’épinette noire et l’influence de la tordeuse des bourgeons de l’épinette sur la variabilité des paysages en zone boréale.