Importance des interactions multi-trophiques dans les agrosystèmes pour la mise au point d'une lutte biologique contre une espèce invasive

Importance of multi-trophic interactions in agro-ecosystems for the development of biological control programs against an invasive species

• Auteur / Autrice : Anaïs Chailleux
• Direction : Éric Wajnberg, Nicolas Desneux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 13/06/2013
• Etablissement(s) : Nice
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Nice ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Sophia Agrobiotech (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes) - Institut Sophia Agrobiotech
• Jury : Président / Présidente : Philippe Giordanengo
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Éric Wajnberg, Nicolas Desneux, Philippe Giordanengo, Claire Lavigne, Anne-Violette Lavoir, Emmanuel Desouhant

Mots clés

Mots clés contrôlés

Compétition (biologie)

Insectes parasitoïdes

Prédation (biologie)

Animaux et plantes nuisibles -- Lutte biologique contre

Interactions multitrophiques (écologie)

Mots clés libres

Interactions multitrophiques

Lutte biologique

Tuta absoluta

Prédateur

Parasitoide

Compétition interspécifique

Multitrophic interactions

Biological control

Tuta absoluta

Predator

Parasitoid

Interspecific competition

Résumé

Les interactions multi-trophiques jouent un rôle clé dans la structuration des agrosystèmes et régissent la dynamique des populations qui les composent. L’objectif de cette thèse fut (i) d’étudier la perturbation des interactions liée à une espèce invasive (Tuta absoluta) dans les cultures de tomates européennes, (ii) de rechercher de nouveaux auxiliaires autochtones, puis (iii) d’évaluer l’efficacité de ces auxiliaires lorsqu’ils sont intégrés dans l’agrosystème. Nous avons montré que de nouvelles interactions sont apparues suite à l’invasion, notamment la compétition apparente entre les aleurodes et T. absoluta en présence du prédateur généraliste et omnivore M. pygmaeus. Dans un second temps, nous avons recherché de nouveaux auxiliaires, en se focalisant d’abord sur les trichogrammes, Trichogramma achaeae étant déjà commercialisé contre T. absoluta en France. Les expérimentations de laboratoire et de terrain n’ont pas permis de mettre en évidence un trichogramme plus intéressant que celui déjà commercialisé. De plus, nous avons observé une prédation intra-guilde de M. pygmaeus sur les trichogrammes juvéniles i.e. œufs parasités, et nous avons montré que T. absoluta n’était pas un hôte approprié pour ces parasitoïdes. Les trichogrammes ne s’installant pas sur la culture, les études concernant les parasitoïdes oophages se sont arrêtées là et nous nous sommes intéressés aux parasitoïdes larvaires. La biologie de deux parasitoïdes larvaires a été étudiée et a souligné l’intérêt de Stenomesius japonicus (Eulophidae) en tant que potentiel agent de lutte biologique contre T. absoluta. Malgré les interactions négatives subies par le parasitoïde, des expérimentations sous serre en conditions réalistes ont montré que le prédateur et le parasitoïde larvaire pouvaient coexister pendant plusieurs mois. Cela a été montré y compris en présence d’une proie alternative pour le prédateur omnivore.

Multi-trophic interactions play a key role in structuring agro-ecosystems and regulating arthropod population dynamics. The objective of the PhD was (i) to study the possible disruptions of biotic interactions owing to the recent invasion by T. absoluta in European tomato crops, (ii) to identify local natural enemies attacking T. absoluta, (iii) to evaluate their effectiveness against T. absoluta when integrated into the agro-ecosystem. We showed that new interactions occurred after the arrival of T. absoluta, mainly apparent competition between whiteflies and T. absoluta, in presence of the omnivorous and generalist predator M. pygmaeus. We recorded possible new biocontrol agents and focused first on Trichogramma parasitoids, as Trichogramma achaeae was promptly commercialized against T. absoluta in France. Laboratory and field experiments failed to detect promising Trichogramma strains. In addition, intraguild predation of M. pygmaeus on parasitoid juveniles i.e. parasitized eggs, was observed and we demonstrated that T. absoluta was not a suitable host for Trichogramma parasitoids. Therefore, further studies switched on parasitoids of larval stages of T. absoluta. We demonstrated the importance of Stenomesius japonicus (Eulophidae) as a possible biological control agent against T. absoluta. The parasitoid was able to reproduce on T. absoluta over several generations under laboratory and greenhouse conditions. Despite negative interactions between the predator and the larval parasitoid, further greenhouse experiments demonstrated that two competitors can coexist for several months. Moreover, the presence of an alternative prey for the omnivorous predator (whitefly) in the agro-ecosystem did not prompt larval parasitoid exclusion, and the parasitoid remained in the crop even in the presence of other prey for the predator.