Behavior is a main component of the survival and performance of arthropods. We have witnessed widespread adoption of insect-resistant genetically modified (IRGM) crops nowadays; however, no literature has reviewed the behavioral effects of IRGM crops on phytophagous and beneficial arthropods. In this review, we assessed the current information related to the effects of IRGM crops on arthropod behavior, mainly including locomotion (mobility, escape behavior and dispersal behavior), foraging (orientation, host plant selection/preference and feeding), mating, oviposition and other behaviors (associative learning). Almost all the studies have been conducted on Bt crops. The behavioral effects have been found in 54.2 %, 22 % and 33 % of the case studies on phytophagous arthropods, arthropod natural enemies and pollinators, respectively. Few behavioral studies have been documented on arthropod pollinators. The majority of cases reporting behavioral effects have derived from target phytophagous arthropods. Among them, locomotion and feeding behavior were the most frequently affected. For arthropod natural enemies, the cases using target prey/host in tri-trophic studies only accounted for a small proportion of behavioral effects observed on foraging behavior (host/ prey selection). Overall, the effects through tri-trophic pathways on behaviors of natural enemies are limited. To conclude, while attention needs to be paid to several behavioral effects that may undermine the efficacy of IRGM crops in sustainable pest management, the behavioral effects generally do not disrupt the role of IRGM crops in achieving the goal of integrated pest management and crop production.
Titre de la review
Effets comportementaux des cultures génétiquement modifiées résistantes aux insectes sur les arthropodes phytophages et bénéfiques : Une revue
Effets comportementaux des cultures génétiquement modifiées résistantes aux insectes sur les arthropodes phytophages et bénéfiques : Une revue
Résumé de la review
Au travers d'une analyse couvrant 115 études, cette revue traite des effets comportementaux que peuvent présenter les cultures transgéniques résistantes aux insectes sur des arthropodes ciblés et non-ciblés. Parmi les non-ciblés on retrouve les ennemis naturels des arthropodes ciblés, soit les parasites et les prédateurs, et les pollinisateurs. La plupart des études analysés se sont focalisés sur expérimentations de terrain concernant la modification génétique Bt, permettant aux organismes transgéniques d'exprimer des protéines toxiques pour certains phytophages. Les effets comportementaux sont quant a eux moins connus, mais tout aussi importants pour évaluer l'efficacité de ces cultures ainsi que les risques environnementaux lors de leur utilisation.
Concernant le trait de la locomotion (incluant la distribution spatiale, la dispersion et l'évitement) , des modifications d'aggrégations spatiales ont été observés chez plusieurs organismes phytophages ciblés, cela étant probablement dû à l'expression différentielle des toxines dans les organes des plantes. Les comportements d'évitement sont aussi souvent constatés pour de nombreux organismes.
Pour le trait de fourragement (orientation, préférence de la plante hôte ou de l'hôte et nutrition) les résultats sont variables. Certaines espèces semblent se nourrir moins et préferer moins les cultures Bt, d'autres n'ont montré aucune différence avec les mêmes plantes non modifiées, et certains ont même présenté des préférences (notamment pour les phytophages non-ciblés). Ce dernier cas pourrait être expliqué en raison de la moindre compétitivité pour la ressource trophique que présentent ces plantes, souvent en meilleure santé car ayant tendance à repousser certains phytophages.
Concernant les traits de l'accouplement et de l'oviposition, la plupart des études n'ont pas révélés de préférences d'oviposition entre les cultures Bt et non Bt et ce pour plusieurs organismes. D'autres minoritaires ont révélé des préférences soit pour les plantes génétiquement modifiées, soit pour les non modifiées, chez des organismes ciblés ou non.
Des effets comportementaux ont été décrits sur des ennemis naturels des organismes cibles, dont des modifications de fourragement chez des parasites (certainement de manière indirecte en influençant la présence de leurs hôtes et leurs signatures chimiques qu'ils exploitent). En revanche, peu d'évidences sont apportés concernant des effets directs sur les prédateurs d'organismes cibles, quand bien même ceux-ci puissent être aussi être occasionnellement phytophages. Toutefois il a déjà été observé qu'ils puissent préférentiellement prédater des proies ne se nourissant pas de plantes Bt, voire préférer leurs oeufs qui n'ont pu bioaccumuler les toxines.
Enfin concernant les pollinisateurs (abeilles et bourdons), les cultures Bt semblent ne pas avoir d'impact sur le terrain. Toutefois, des effets délétères de leur apprentissage olfactif et nutritif ont été constatés, mais pour des doses très élévés (en laboratoire) et donc peu représentatives des conditions réelles.
Au travers d'une analyse couvrant 115 études, cette revue traite des effets comportementaux que peuvent présenter les cultures transgéniques résistantes aux insectes sur des arthropodes ciblés et non-ciblés. Parmi les non-ciblés on retrouve les ennemis naturels des arthropodes ciblés, soit les parasites et les prédateurs, et les pollinisateurs. La plupart des études analysés se sont focalisés sur expérimentations de terrain concernant la modification génétique Bt, permettant aux organismes transgéniques d'exprimer des protéines toxiques pour certains phytophages. Les effets comportementaux sont quant a eux moins connus, mais tout aussi importants pour évaluer l'efficacité de ces cultures ainsi que les risques environnementaux lors de leur utilisation.
Concernant le trait de la locomotion (incluant la distribution spatiale, la dispersion et l'évitement) , des modifications d'aggrégations spatiales ont été observés chez plusieurs organismes phytophages ciblés, cela étant probablement dû à l'expression différentielle des toxines dans les organes des plantes. Les comportements d'évitement sont aussi souvent constatés pour de nombreux organismes.
Pour le trait de fourragement (orientation, préférence de la plante hôte ou de l'hôte et nutrition) les résultats sont variables. Certaines espèces semblent se nourrir moins et préferer moins les cultures Bt, d'autres n'ont montré aucune différence avec les mêmes plantes non modifiées, et certains ont même présenté des préférences (notamment pour les phytophages non-ciblés). Ce dernier cas pourrait être expliqué en raison de la moindre compétitivité pour la ressource trophique que présentent ces plantes, souvent en meilleure santé car ayant tendance à repousser certains phytophages.
Concernant les traits de l'accouplement et de l'oviposition, la plupart des études n'ont pas révélés de préférences d'oviposition entre les cultures Bt et non Bt et ce pour plusieurs organismes. D'autres minoritaires ont révélé des préférences soit pour les plantes génétiquement modifiées, soit pour les non modifiées, chez des organismes ciblés ou non.
Des effets comportementaux ont été décrits sur des ennemis naturels des organismes cibles, dont des modifications de fourragement chez des parasites (certainement de manière indirecte en influençant la présence de leurs hôtes et leurs signatures chimiques qu'ils exploitent). En revanche, peu d'évidences sont apportés concernant des effets directs sur les prédateurs d'organismes cibles, quand bien même ceux-ci puissent être aussi être occasionnellement phytophages. Toutefois il a déjà été observé qu'ils puissent préférentiellement prédater des proies ne se nourissant pas de plantes Bt, voire préférer leurs oeufs qui n'ont pu bioaccumuler les toxines.
Enfin concernant les pollinisateurs (abeilles et bourdons), les cultures Bt semblent ne pas avoir d'impact sur le terrain. Toutefois, des effets délétères de leur apprentissage olfactif et nutritif ont été constatés, mais pour des doses très élévés (en laboratoire) et donc peu représentatives des conditions réelles.
Rigueur de la review
La revue est rigoureuse et fait expose une multitude de résultats obtenus jusqu'alors. Comme souvent sur ce sujet, beaucoup de craintes sont énoncés, sans pour autant les considérer comme réelles. La parcimonie est de mise et les auteurs encouragent vivement la poursuite des recherches sur les effets comportementaux qu'ils jugent insuffisants malgré leur importance écologique indéniabe.
La revue est rigoureuse et fait expose une multitude de résultats obtenus jusqu'alors. Comme souvent sur ce sujet, beaucoup de craintes sont énoncés, sans pour autant les considérer comme réelles. La parcimonie est de mise et les auteurs encouragent vivement la poursuite des recherches sur les effets comportementaux qu'ils jugent insuffisants malgré leur importance écologique indéniabe.
Ce que cette review apporte au débat
Les connaissances qui ressortent de cette revue sont que les cultures Bt peuvent induire des modifications comportementales sur un grand spectre d'organismes, laissant présager d'éventuelles conséquences imprévues sur les écosystèmes exposés à ces cultures. La question est maintenant de savoir l'ampleur de ces perturbations et leurs conséquences sur les écosystèmes afin d'envisager des mesures plus strictes de commercialisation et d'utilisation des cultures génétiquements modifiées.
Les connaissances qui ressortent de cette revue sont que les cultures Bt peuvent induire des modifications comportementales sur un grand spectre d'organismes, laissant présager d'éventuelles conséquences imprévues sur les écosystèmes exposés à ces cultures. La question est maintenant de savoir l'ampleur de ces perturbations et leurs conséquences sur les écosystèmes afin d'envisager des mesures plus strictes de commercialisation et d'utilisation des cultures génétiquements modifiées.
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