Cet article a été rédigé dans le cadre de l’unité d’enseignement « Ecologie évolutive », dispensée en troisième année de licence de biologie, à l’Université Savoie-Mont-Blanc du Bourget-du-Lac. Il a pour objectif de résumer la célèbre histoire du koudou et de l’acacia, puis d’apporter une vision critique au fait que celle-ci soit devenue une référence dans le domaine de la communication chimique entre les végétaux.

L’histoire :

C’est en 1984, que la mort mystérieuse de plusieurs koudous est observée dans la région du Transvaal, en Afrique du Sud. Le phénomène est observé dans des réserves relativement récentes dans la région et destinées à la chasse, où ces animaux évoluent donc en semi-liberté. Le décès soudain de ces grands mammifères est très énigmatique puisqu’aucune trace d’attaque n’est présente, pas de sang, pas de morsure et la plupart des koudous au sol semblent être en bonne santé. Rapidement, les propriétaires de ces réserve font appel au zoologiste Wouter van Hoven du département de recherche de l’université de Pretoria pour résoudre le mystère.  

Il s’est avéré que quasiment toutes les fermes de la région furent victimes du phénomène, soit en tout pas moins de 280 réserves. Le recueil des donnée permit d’établir les premières pistes de recherches. Une corrélation fut établie entre la mortalité des koudou et leurs abondance dans les fermes. En effet, plus la densité de koudou est importante sur un territoire, plus la mortalité constatée est elle aussi importante. Le plus intriguant étant que ce phénomène ne se déroule que dans les réserves privées, délimitées par des clôtures et épargne les koudou sauvages, libres dans la nature. L’enjeu devint rapidement majeur puisqu’en seulement deux ans, à la fin de l’année 1986, ce sont près de 2000 animaux qui ont perdu la vie. Ce désastre, non seulement écologique, est également préjudiciable aux propriétaires des fermes, dont la perte d’effectif est parfois montée jusqu’à 39%.  

Si de nombreuses hypothèses ont été formulées pour expliquer ce phénomène, l’autopsie de l’appareil digestif des koudou a permis d’identifier assez rapidement le coupable. En effet, on constate la présence de feuilles d’acacia quasiment entières, donc non digérées, dans la panse de l’animal. Comme il s’agit de sa principale ressource alimentaire, cette anomalie a attiré l’attention du professeur van Hoven.

Les recherches se sont donc concentrées autour de l’acacia, qui semble soudainement devenir l’assassin du koudou après des siècles de cohabitation. Ces arbres ont pu s’adapter à travers diverses stratégies pour survivre à l’herbivorie importante qu’ils subissent dans ce milieu. La première est la présence d’épines plus ou moins imposantes et nombreuses, selon l’âge et le taux d'herbivorie. Certaines espèces ont même développé une relation de mutualisme avec des fourmis, qui les défendent en échange d’un abri et de nourriture. Enfin, une des stratégies de ces arbres consiste à augmenter le taux de tanins présent dans leurs feuilles lorsque l’agression devient trop importante, ce qui leur donne un goût très amer.

Des expériences permirent de démontrer que les taux de tanins présent dans les feuilles de l’acacia avaient été multiplié par 3 ou par 4 dans les arbres des réserves touchées. Bien que ces taux importants furent assimilés à la sécheresse hivernale passée, cela ne permettait pas d’expliquer pourquoi ces derniers n’étaient retrouvés que dans les réserves. Un lien a rapidement été établis entre la densité de koudou au sein de celles-ci et le taux de tanin dans les feuilles des acacias.

Connus depuis un certain temps, nous avions conscience que les tanins jouent un rôle dans les mécanismes de défenses chimiques contre les insectes et les parasites, mais nous ne pensions pas qu’ils pouvaient être létaux pour des grands mammifères. Habituellement, lorsque le koudou consomme les feuilles d’acacia, leur goût devient de plus en plus mauvais, à cause des concentrations de tanins qui augmentent et ce dernier change alors d’arbre pour poursuivre son alimentation. Cependant, dans les réserves closes, les animaux ne peuvent avancer d’arbre en arbre indéfiniment et se retrouvent obligés de consommer des feuilles très concentrés en tanins, jusqu’à ce que ces molécules ne provoquent des dommages hépatiques irréversibles et entrainent la mort de l’animal. Ce phénomène se produit évidemment que lorsque le nombre de koudous devient trop important par rapport à une quantité limitée de ressources.

Cette stratégie de défense adoptée par les acacias permet ainsi un équilibre naturel qui garantit leur survie en limitant une herbivorie trop importante sur un seul arbre et par la même occasion, régule les populations de consommateurs s’ils deviennent trop nombreux.

La raréfaction des ressources dues à la sécheresse hivernale accompagné d’une augmentation non contrôlée des populations de koudous dans les réserves du Transvaal a donc conduit au phénomène décrit ci-dessus. Ces mécanismes résultent d’une coévolution entre la plante et l’animal, aboutissant à la synthèse de métabolites secondaires chez les plantes afin de se défendre contre les herbivores.  Plusieurs modèles comparables peuvent être retrouvés dans la nature.

Mais l’histoire de la ne s’arrête pas là. Le professeur van Hoven, au cours de ses expériences, a démontré que l’augmentation des taux de tanin dans les feuilles peut se propager d’arbres en arbres, avant même que les suivants ne subissent d’attaques. Il parvient à identifier l’éthylène, une hormone gazeuse, volatile et transportée par le vent, sécrétée par les arbres attaqués et qui, au contact des tissus foliaires de l’arbre récepteur, déclenche la production de tanin dans les feuilles, en prévision d’une éventuelle attaque dont il pourrait également être victime.

Il démontre ainsi une communication chimique volatile entre ces arbres, qui s’associent pour lutter contre la pression d'herbivorie.

Le problème :

La production de tanins pour répondre à une herbivorie trop élevée est donc un phénomène évolutif bien connu et adoptés par plusieurs taxons du règne végétal. Le cas cité ci-dessus représente donc une preuve intéressante de ce phénomène, avec des conséquences malheureuses, en partie dues à une mauvaise gestion des réserves. Cependant, la partie la plus retenue de cette histoire au sein de l’opinion public et scientifique, est celle qui concerne la communication chimique entre les acacias au moyen de l’éthylène. En effet, l’éthylène est une phytohormone de nature gazeuse, également connue du règne végétale et responsable entre autres de la maturation des fruits. Son utilisation et sa régulation dans le cadre de la conservation des fruits lors de longs transports est maintenant une pratique courante. L’hypothèse que les acacias puissent utiliser cette hormone dans des voies de communication pour se prévenir entre eux de la présence d'herbivores n’est donc pas aberrante en soi.

Le problème résulte en la fiabilité des résultats avancés par van Hoven pour valider cette hypothèse. En effet, plusieurs facteurs permettent d’émettre des doutes quant à ses expériences. Premièrement, le protocole reste à ce jour assez trouble, il ne prend pas en compte d’arbres témoins, n’est soumis qu’à six échantillons et n’intègre pas d’analyses statistiques. L’analyse des composés volatiles émis par l’acacia n’a pas permis d’identifier toutes les molécules présentes, l’éthylène étant d’ailleurs la seule qui fut reconnaissable avec les méthodes employées. De plus, l’intégralité de l’étude n’est pas publiée et ne peut donc pas être analysée, critiquée ou reproduite par d’autres chercheurs. Les résultats de ces travaux ont d’ailleurs un très faible impact sur la presse et la communauté scientifique lors de leur annonce en 1986.

Cependant, à partir des années 1990 et à la suite notamment du 2^ème Colloque international sur l’arbre de Montpelier, l’étude menée par van Hoven provoque l’intéressement de certains biologistes et botanistes, qui la relaie dans leurs ouvrages traitant de la communication végétale. Il en va de même pour certains médias scientifiques, qui s’empressent de publier des articles sur ces découvertes, profitant d’un engouement général. Cela tend à crédibiliser largement les résultats de van Hoven sur la communication entre les acacias par le biais de l’éthylène, comme étant des résultats scientifiques acquis et non réfutables, aux yeux du public et d’un certain spectre de la communauté scientifique. On peut donc se permettre de parler de sensationnalisme en ce qui concerne la diffusion de cette histoire.

Il semble aussi important de noter que la réalité écologique derrière les évènements décrits est complexe et présente une dynamique regroupant des facteurs multiples. Des phénomènes tels que le réchauffement global et d’autres plus localisés, entrainent des périodes de sécheresse dans ces zones. Cela tend à réduire les populations végétales et donc à augmenter les réactions de défense des individus survivants contre la pression d'herbivorie. L’impact complexe sur la structure des populations végétales d’une riche communauté de grands mammifères herbivores est aussi à prendre en compte. Sans oublier qu'il faut combiner tout cela avec le facteur de mise en réserve de ces mêmes communautés, ce qui entraine une modification de tout l’écosystème à l’intérieur de l’enclos. L’interaction koudou-acacia prend alors une tout autre dimension. 

Que doit-on garder de ces évènements ?

L’apprentissage à tirer de ces phénomènes est qu’une mauvaise gestion des populations de koudous dans un espace clos, entraine indéniablement le dépassement de la capacité de charge du milieu. Les facteurs environnementaux pouvant être plus ou moins aggravants. Cette surpopulation étant à l’origine d’une surconsommation des ressources végétales, ici les acacias, ces derniers réagissent en augmentant l’efficience de leur défenses chimiques, ce qui mène à une régulation de la population de koudou. Il faut d’ailleurs bien noter que cette capacité d’adaptation rapide de la part des acacias reste phénoménale et démontre une grande sensibilité de ces derniers aux interactions biotiques avec leur environnement.

Auteurs :

ONIMUS Thomas et DOPPLER Alex

Sitographie :

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