Le rôle de la diversité et des perturbations environnementales sur la stabilité temporelle des communautés animales en milieu naturel

The role of diversity and environmental perturbations on the temporal stability of natural animal communities

• Auteur / Autrice : Théophile Olivier
• Direction : Emmanuelle Porcher, Christophe Giraud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecologie
• Date : Soutenance le 20/09/2019
• Etablissement(s) : Paris, Muséum national d'histoire naturelle
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme - Évolution et écologie (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre des sciences de la conservation (Paris ; 2003-....)
• Jury : Président / Présidente : Nicolas Loeuille
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Emmanuelle Porcher, Christophe Giraud, Nicolas Loeuille, Michel Loreau, Rudolf Philippe Rohr, Xavier Morin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Michel Loreau, Rudolf Philippe Rohr

Mots clés

Mots clés contrôlés

Petits animaux

Animaux -- Habitat

Animaux -- Effets du climat

Diversité des espèces

Mots clés libres

Relation diversité – stabilité

Synchronie

Papillons

Oiseaux

Chauves-Souris

Communautés animales

Traits

Changements globaux

Dégradation des habitats

Climat

Diversity – stability relationship

Synchrony

Butterflies

Birds

Bats

Natural communities

Species traits

Global changes

Habitat degradation

Weather

Résumé

La stabilité des communautés est un sujet qui a largement été abordé théoriquement et expérimentalement, notamment chez les plantes pour comprendre la relation entre la diversité d’une communauté et la stabilité de sa biomasse. Il existe cependant beaucoup moins d’études de la relation diversité/stabilité dans les communautés naturelles, notamment lorsqu’il s’agit de communautés animales. Or, dans le contexte actuel de changements globaux, et du fait des services écosystémiques apportés par les communautés animales, à travers notamment la dispersion des graines, la pollinisation ou encore le contrôle des ravageurs, il devient primordial de comprendre quels mécanismes régissent la stabilité des communautés animales et donc la stabilité des fonctions et services écosystémiques, ainsi que les impacts de la dégradation des habitats ou encore du changement climatique. Lors de cette thèse, je me suis d’abord intéressé à la relation diversité – stabilité dans des communautés naturelles de chauves-souris, d’oiseaux et de papillons et à l’impact de la dégradation des habitats sur cette relation. Chez ces trois taxons différents, j’ai pu mettre en évidence que la perte de diversité, ainsi que la dégradation des habitats via l’urbanisation et l’intensification agricole, sont liées à une diminution de la stabilité temporelle de l’abondance des communautés, et ce via des mécanismes distincts. Dans un second temps, je me suis intéressé à l’un des principaux mécanismes de la stabilité des communautés : la synchronie entre les fluctuations temporelles des espèces. J’ai pu montrer que la similarité de traits entre espèces de papillons, comme les ressources utilisées ou la période de vol des adultes, ainsi que la variabilité climatique augmentent la synchronie, en interaction avec le contexte paysager. Enfin, j'ai étudié le lien entre la synchronie entre espèces à l’échelle régionale et les tendances temporelles d’abondance des espèces, dans l’objectif de relier des groupes d’espèces synchrones aux tendances temporelles des espèces. Cette approche nous a permis d’évaluer l’impact des potentielles extinctions des espèces en déclin sur la synchronie entre espèces à l’échelle régionale et donc sur les dynamiques compensatoires à cette échelle.

Community stability has been extensively studied both theoretically and experimentally, especially in plant communities to examine the relationship between species diversity and stability of biomass. But the diversity – stability relationship has received less attention in natural communities, particularly in animals. However, in the context of global changes and given the ecosystem services provided by animal communities such as seed dispersal, pollination or pest control, it is of a primary importance to understand the drivers of community, hence ecosystem services, stability and the impact of habitat degradation or climate change. In this thesis, I first focused on the diversity – stability relationship in natural communities of bats, birds and butterflies, and I studied the impact of habitat degradation. For these three taxa, I found a negative effect of diversity loss, urbanization and agricultural intensification on the temporal stability of community abundance, through different mechanisms. Second, I focused on one of the main drivers of community stability: synchrony among species temporal fluctuations. We showed that trait similarity between butterfly species such as food resources of adult flight period affect synchrony among species, in addition to the impact of environmental conditions such as landscape and climate. Finally, I studied the synchrony among species at a regional scale, with the aim to link groups of synchronous species to species temporal trends. This approach allowed me to assess the effect of potential extinction of declining species on compensatory dynamics at regional scale.