Les carabes, des alliés méconnus

Les Carabidés, plus souvent appelés carabes, sont des insectes qui appartiennent à l’ordre des coléoptères, comme les coccinelles ou les scarabées. Les carabes sont très abondants et très diversifiés au sein de la faune du sol, avec près de 40 000 espèces décrites dans le monde, dont environ 1 500 présentes en France. Ils occupent une grande variété de milieux allant des forêts et des haies aux prairies, champs cultivés, zones humides et même aux jardins. Ils jouent un rôle important dans les parcelles cultivées, dans lesquelles ils peuvent être très abondants, en se nourrissant de certains bioagresseurs des cultures (organismes vivants qui nuisent aux cultures en réduisant leur croissance, leur rendement ou leur qualité).

Une grande partie des carabes sont des prédateurs généralistes, c’est-à-dire qu’ils peuvent se nourrir d’un large éventail de proies animales, incluant à la fois de nombreux ravageurs des cultures, comme les limaces ou les pucerons, mais aussi de petites graines, le plus souvent celles des adventices, plus connues sous le nom de mauvaises herbes. Les carabes peuvent également consommer d’autres proies présentes à la surface du sol, comme les vers de terre ou les collemboles. Ces proies alternatives peuvent permettre aux carabes de rester présents dans les parcelles même en l’absence de ravageurs, mais elles peuvent aussi les détourner de la consommation des bioagresseurs à certaines périodes de l’année, lorsque proies alternatives et bioagresseurs sont présents simultanément. Cependant, certaines espèces montrent des préférences plus marquées, les unes étant principalement carnivores tandis que d’autres se nourrissent surtout de graines (granivores). L’efficacité des carabes pour limiter les ravageurs ou les adventices varie selon les conditions du milieu et la présence d’autres organismes. Pour mieux comprendre, prévoir et valoriser ce service rendu par ces insectes, il est essentiel d’étudier les interactions des carabes avec leurs proies, ainsi que leur comportement alimentaire, et en particulier la manière dont ils perçoivent et localisent leur nourriture, qui reste encore peu connue.

Figure 1: Photo d'un carabe de l'espèce Harpalus affinis en train de consommer une graine de Viola arvensis (source: B. Carbonne).

L’odorat, comme chez de nombreux insectes, semble jouer un rôle central pour localiser la nourriture, notamment les graines ou les proies animales la nuit ou lorsqu’elles sont immobiles, tandis que la vision serait davantage utilisée pour repérer des proies mobiles ou pour les carabes actifs le jour. Mieux comprendre le comportement de recherche de nourriture et les sens utilisés par les carabes pourrait aider à expliquer comment ces derniers se déplacent et s’agrègent dans les parcelles, et ouvrir la voie à des stratégies de biocontrôle fondées sur la manipulation des odeurs pour attirer les carabes vers les ravageurs.

Dans cette étude réalisée au sein de l’UMR IGEPP, cofinancée par la région Pays de la Loire et l’Institut Agro Rennes-Angers, nous avons cherché à identifier le rôle de l’olfaction dans la perception des ressources alimentaires par les carabes, puis à déterminer si ces derniers utilisent les odeurs pour s’orienter vers ces ressources.

Le rôle de l’odorat : sentir pour détecter sa nourriture ?

Dans un premier temps, nous avons cherché à caractériser la capacité des carabes à détecter les odeurs émises par les ressources alimentaires grâce à leurs antennes, qui constituent le principal organe olfactif chez les insectes. Pour ce faire, nous avons utilisé l’électroantennographie, une technique d’électrophysiologie permettant de mesurer la réponse électrique globale de l’antenne, générée par l’activité des neurones sensoriels lorsqu’ils sont exposés à une odeur à laquelle ils sont sensibles. Ce signal électrique est mesuré à l’aide d’électrodes placées sur l’antenne et sur la tête de l’insecte, avant d’être amplifié (Figure 2). L’amplitude de ce signal, comparée à celle mesurée en l’absence d’odeurs, renseigne sur la capacité de l’insecte à percevoir une odeur grâce à ses antennes.

Figure 2: Photos du dispositif d’électroantennographie : à gauche, photo du montage global avec la canne en verre utilisée pour acheminer les odeurs jusqu’à l’insecte ; à droite, l’insecte avec le positionnement des électrodes. Source : B. Carbonne

Dans ce test, nous avons sélectionné 10 espèces de carabes aux régimes alimentaires contrastés (Figure 3) et différentes ressources alimentaires, comprenant à la fois des graines d’adventices et des proies animales, avec pour chacune plusieurs quantités testées.

Figure 3:  Les 10 espèces de carabes aux régimes alimentaires contrastés sélectionnées pour l’étude de la perception olfactive des ressources alimentaires. Source : https://www.coleoweb.de/?

Les résultats obtenus montrent que, globalement, les graines sont davantage détectées que les proies animales. Cela peut s’expliquer par plusieurs facteurs : d’une part, une émission plus importante d’odeurs par les graines, et d’autre part, la présence d’odeurs particulières que les carabes sont capables de percevoir. Une caractérisation chimique des odeurs émises par ces ressources alimentaires, notamment l’identification des molécules qui les composent, permettrait d’apporter davantage de réponses. Les espèces granivores détectent mieux les graines, les carnivores les proies animales, et les omnivores présentent un profil intermédiaire. Ce résultat suggère donc un lien entre les capacités olfactives des carabes et leur régime alimentaire. Toutefois, au sein de chaque groupe alimentaire, nous observons des différences importantes entre les espèces : certaines, considérées comme carnivores, sont par exemple capables de percevoir efficacement les odeurs de graines, alors que d’autres ne le sont pas du tout. Ce résultat suggère que même des espèces carnivores pourraient utiliser l’olfaction pour localiser des graines, et que leur écologie ainsi que leur régime alimentaire restent encore partiellement inconnus.

L’orientation des carabes : suivre les odeurs comme une boussole ?

La perception d’une odeur n’implique pas nécessairement une réponse comportementale. Par exemple, nous sommes quotidiennement exposés à de nombreuses odeurs provenant de notre environnement, sans que cela ne déclenche systématiquement de réaction de notre part. Nous avons donc cherché, dans un second temps, à vérifier si les odeurs perçues par les carabes provoquent une réponse comportementale, notamment une attraction pouvant indiquer que ces insectes se basent au moins en partie sur l’olfaction pour localiser leur nourriture. Pour cela, nous avons utilisé un dispositif d’olfactométrie à 4 voies, permettant d’évaluer le comportement d’un insecte (attraction, répulsion ou neutre) vis-à-vis d’une source d’émission d’odeurs (Figure 4). Un flux d’air transporte les odeurs à travers les quatre bras du dispositif, dans lequel est placé l’insecte. Ses déplacements sont ensuite enregistrés à l’aide d’une vidéo et analysés grâce au vidéo tracking.

Pour ce test, nous avons sélectionné trois espèces de carabes : Anchomenus dorsalis (carnivore), Poecilus cupreus (omnivore) et Harpalus affinis (granivore), ainsi que deux ressources alimentaires servant de sources d’odeurs : des graines de pissenlit et des pucerons des céréales, des ressources qui avaient été relativement bien perçues lors de l’électroantennographie. Différents tests ont été réalisés : sans odeurs dans le dispositif (Test 1), uniquement avec les graines (Test 2) ou les pucerons (Test 3), et avec à la fois les graines et les pucerons (Test 4) – voir Figure 4.

Figure 4:  À gauche : dispositif d’olfactométrie à 4 voies avec un système de filtration et d’humidification de l’air ; à droite : les 4 tests réalisés selon les sources d’odeurs utilisées (absence d’odeur, graine et/ou puceron). Source : O. Faloya.

De façon surprenante, nos premiers résultats n’indiquent pas de différence entre les trois espèces de carabes testées. En effet, quels que soient l’espèce et son régime alimentaire, les carabes testés se comportent de façon équivalente vis-à-vis des odeurs. Les trois espèces ne réagissent pas aux odeurs de pucerons (Test 3), ce qui peut indiquer soit un manque de perception des odeurs dans le dispositif (odeurs émises en trop faibles quantités ou trop rapidement épuisées), soit un manque d’intérêt pour cette ressource. À l’inverse, nos résultats montrent une réponse comportementale des carabes vis-à-vis des graines, y compris pour l’espèce considérée comme carnivore. Étonnamment, les carabes ont été repoussés par les odeurs de graines lorsqu’elles étaient confrontées à l’absence d’odeurs (Test 2), mais attirés par celles-ci lorsqu’elles étaient présentées avec les pucerons (Test 4). Ces résultats, a priori contradictoires, peuvent indiquer que la réponse comportementale des carabes change en fonction du contexte, et notamment de la présence ou non d’une ressource alimentaire alternative (ici les pucerons). Toutefois, afin de confirmer ces résultats, des tests supplémentaires sont nécessaires, ainsi qu’un affinage des paramètres du dispositif (débit du flux d’air, colmatage de potentielles fuites, quantité des ressources alimentaires testées, etc.).

Ce que nous apprend cette étude… et ce qu’il reste à découvrir

Ce projet, réalisé grâce à la participation de Sylvia Anton, Camille Faber et Olivier Faloya, a permis de combler une lacune de connaissances concernant la capacité des carabes à percevoir les odeurs de leurs ressources alimentaires. Notre étude a montré que les carabes semblent en effet capables de détecter ces ressources, notamment les graines, qui sont immobiles et probablement peu détectables par la vision. De plus, les résultats obtenus avec l’olfactométrie — bien qu’à confirmer par des études complémentaires — indiquent que les carabes pourraient utiliser les odeurs pour s’orienter et localiser leurs ressources alimentaires. Ces recherches nécessitent d’être poursuivies afin de mieux comprendre comment l’odorat influence les comportements de recherche de nourriture et les déplacements des carabes dans les parcelles.

Suite à ce projet, une thèse cofinancée par l’Institut Agro Rennes-Angers et le projet PARSADA ARDECO (https://ecophytopic.fr/recherche-innovation/proteger/projet-ardeco) a été lancée pour poursuivre les travaux initiés. Elle approfondit l’étude de l’écologie alimentaire des carabes et leur capacité à utiliser l’odorat pour trouver et choisir leurs ressources alimentaires. Par ailleurs, dans le cadre du projet PARSADA ARDECO, nous allons également explorer l’usage de phéromones, c’est-à-dire des odeurs émises et utilisées par les carabes pour communiquer entre eux. Ces molécules pourraient attirer certaines espèces et jouer un rôle important dans leurs déplacements et agrégations dans les parcelles.

Pour aller plus loin :

Anton, S., Faber, C., Tricault, Y., Carbonne, B. Neuroecology of carabid beetles in agroecosystems : linking brain structure, olfactory capacities and foraging ecology. En préparation pour Journal of experimental Biology.

Faloya, O., Faber, C., Anton, S., Carbonne, B. Role of carabid olfaction in the perception, localization and selection of trophic resources. pour la 8ᵉ Conférence internationale sur les insectes entomophages, Tours, juillet 2025. DOI: 10.13140/RG.2.2.35822.88640