Selon les chercheurs, les résultats peuvent aider les pépinières de production et les aménagistes forestiers à prendre des décisions de gestion pour protéger leurs inventaires.

« La lanterne tachetée se nourrit d’importants arbres ornementaux et forestiers tels que l’érable argenté et rouge, qui sont utilisés pour fabriquer des produits et sont abondants dans les paysages urbains, suburbains et ruraux de la Pennsylvanie », a déclaré Kelli Hoover, professeur d’entomologie au College of Agricultural Sciences, qui a ajouté que l’industrie des produits forestiers de Pennsylvanie a un impact économique total de 36 milliards de dollars.

Cette cicadelle, originaire d’Asie, a été trouvée pour la première fois aux États-Unis dans le comté de Berks en 2014 et s’est depuis propagée à 45 comtés de Pennsylvanie et aux États environnants. Le ravageur utilise ses pièces buccales piqueuses-suceuses pour se nourrir de la sève de plus de 100 espèces végétales, avec une forte préférence pour l’arbre du ciel – également une espèce envahissante – et les raisins sauvages et cultivés.

« Alors que la mouche lanterne tachetée a probablement co-évolué avec son hôte préféré, l’arbre du ciel, dans son aire de répartition d’origine, les effets sur la santé et la physiologie des arbres hôtes originaires des États-Unis n’ont pas été étudiés », a déclaré Hoover.

Les scientifiques ont commencé leur étude de deux ans en 2019 dans un jardin commun à Blandon. Ils ont collecté des lanternes tachetées à deux âges : les adultes et les nymphes du quatrième stade, le dernier stade de développement avant l’âge adulte. Les chercheurs ont ensuite placé les insectes en différentes « densités » – ou nombre d’insectes par plante – sur des jeunes arbres d’érable argenté, d’érable rouge, de noyer noir et d’arbre du ciel.

Au cours de la première année, ils ont examiné comment la pression d’alimentation sur une seule branche affectait la physiologie de l’arbre. Au cours de la deuxième année de l’étude, lorsque les arbres étaient plus établis, l’équipe a étudié l’effet de l’alimentation des nymphes et des adultes en utilisant des enclos d’arbres entiers. Les scientifiques ont défini une alimentation intensive comme lorsque le nombre de ravageurs recouvrait l’arbre.

Ils ont évalué comment la densité des insectes par stade de vie influençait les réponses physiologiques des plantes, notamment les attributs d’échange de gaz, qui incluent la photosynthèse – le processus de conversion du dioxyde de carbone et de l’eau en oxygène et en sucre. Les sucres sont utilisés comme nourriture par la plante.

« Ce processus produit les glucides non structurels dont les arbres ont besoin pour pousser et produire des fleurs ou des fruits », a déclaré Hoover. « Lorsque les plantes sont stressées, elles utilisent diverses stratégies pour se défendre ; elles peuvent modifier les taux de photosynthèse et modifier l’allocation des ressources en carbone et en azote à la croissance ou aux défenses induites des plantes. »

Les conclusions de l’équipe, récemment publiées dans Frontières de la science des insectes, montrent que l’alimentation de la lanterne tachetée adulte contrecarre la photosynthèse, retardant ainsi la croissance des jeunes gaules. Cependant, il y avait des variations selon les espèces d’arbres, la densité des ravageurs et le temps après l’infestation.

Les chercheurs ont découvert que les nymphes sur une seule branche d’érable rouge ou d’érable argenté à différentes densités n’avaient aucun effet significatif sur les échanges gazeux.

En revanche, 40 adultes confinés à une seule branche d’érable rouge ou argenté ont rapidement supprimé la photosynthèse et réduit la concentration d’azote dans les feuilles. Les sucres solubles dans le bois des branches ont été réduits à l’automne pour l’érable argenté et au printemps suivant pour l’érable rouge.

Les érables argentés exposés aux nymphes dans des enclos d’arbres entiers ont montré une croissance en diamètre significativement rabougrie au cours de la saison de croissance suivante, et le déclin était proportionnel à la densité de mouches lanternes tachetées (0, 40, 80 ou 120 insectes par arbre). Comparativement aux témoins sans lanternes, les traitements avec la densité de lanternes tachetées la plus élevée (120) ont réduit la croissance en diamètre de 55 %, et les densités modérées (80) et faibles (40) ont entraîné des réductions de 42 % et 38 %, respectivement.

En revanche, les stades dans les enclos d’arbres entiers n’ont eu aucun effet sur le noyer noir. Des lanternes tachetées enfermées sur un arbre céleste à une densité de 80 adultes par arbre ont supprimé la photosynthèse après deux semaines d’alimentation. Pourtant, cela n’a pas modifié les glucides non structuraux, les concentrations d’azote ou la croissance des arbres.

Les scientifiques ont également noté que chaque année, les adultes de la lanterne tachetée se nourrissent abondamment d’érables de la mi-septembre à la fin septembre – lorsque l’arbre du paradis commence à dormir – et cela dure jusqu’à ce que le ravageur meure d’un gel dur. Par conséquent, ont-ils dit, il est important que les pépinières de production, les aménagistes forestiers et les propriétaires de maison surveillent et protègent les jeunes arbres d’érable et de noyer noir pendant cette période. Hoover a indiqué le site Web de Penn State Extension repéré lanternfly pour les options de gestion.

« L’essentiel est que plus les insectes sont âgés, plus ils causent de dommages », a-t-elle déclaré. « Si la mouche lanterne tachetée se nourrit de votre rosier, en particulier des nymphes, ou si elle est confinée sous les feuilles de vos érables, elle ne fera probablement pas beaucoup de mal. Mais, lorsqu’elle recouvre de jeunes arbres, un traitement avec des biopesticides ou des insecticides pourrait être nécessaire. »

Les scientifiques de l’État de Penn examinent la mouche lanterne tachetée qui se nourrit d’autres espèces, notamment le saule pleureur et le bouleau de rivière, et l’impact sur les arbres plus établis. « Si les arbres sont stressés, nous ne pouvons pas exclure que des arbres encore plus grands puissent souffrir d’une santé et d’une croissance réduites, étant donné qu’aucune étude à long terme n’a été réalisée sur des arbres matures en réponse à l’alimentation de la lanterne tachetée », a déclaré Hoover.

L’équipe de Penn State comprenait David Eissenstat, professeur de physiologie des plantes ligneuses, et Emily Lavely et Edward Primka, anciens candidats au doctorat, Département des sciences et de la gestion des écosystèmes ; Osariyekemwen Uyi et Lidiia Iavorivska, anciennes boursières postdoctorales, Département d’entomologie; Jeremy Harper, associé du programme d’éducation, Département de biologie ; et Brian Walsh, éducateur en horticulture, Penn State Extension.

L’Institut national de l’alimentation et de l’agriculture du Département américain de l’agriculture, par le biais de son initiative de recherche sur les cultures spécialisées, et le Département de l’agriculture de Pennsylvanie ont financé ce projet.