Coexistence d'espèces dans des habitats discontinus : le cas d'espèces natives et invasives dans des réseaux de mares

par Nadège Bélouard

Thèse de doctorat en Ecologie, évolution

Sous la direction de Éric Petit et de Jean-Marc Paillisson.

Soutenue le 13-12-2018

à Rennes 1 , dans le cadre de École doctorale Écologie Géosciences Agronomie Alimentation (Rennes ; 2016-2022) , en partenariat avec Université Bretagne Loire (2016-2019) (ComuE) , UMR 6553 - ECOBIO (Rennes) (laboratoire) et de Institut national de la recherche agronomique (France ; 1946-2019) (laboratoire) .

mots clés

• Dispersion
• Interactions trophiques
• Invasion biologique
• Métacommunauté
• Procambarus clarkii
• Procambarus clarkii -- Dispersion
• Interactions multitrophiques (écologie)
• Invasions biologiques
• Assemblage des communautés (écologie)

Résumé

La question de la coexistence entre espèces est cruciale dans le contexte des changements globaux, où certaines espèces colonisent de nouveaux écosystèmes, tel le cas des espèces invasives. Dans les habitats discontinus, la coexistence entre espèces invasives et natives gagne à être considérée à la lumière de la théorie des métacommunautés, et en particulier en examinant séparément les processus de dispersion et les interactions locales afin de déterminer leurs effets relatifs. Les approches observationnelles en milieux naturels permettent par ailleurs la prise en compte de la complexité des relations possibles. C’est le travail abordé dans cette thèse à travers l’exemple de l’effet de l’invasion de l’écrevisse de Louisiane sur les amphibiens natifs dans des réseaux de mares. La densité des larves et la distribution des amphibiens ont montré la conccurrence avec l’écrevisse dans les mares. Grâce à la génétique du paysage, la dispersion de l’écrevisse s’est révélée fortement contrainte par le caractère discontinu des habitats, contrairement à celle des amphibiens, bien qu’elle ait été variable parmi les trois espèces étudiées. Les analyses d’isotopes stables ont montré que malgré sa position centrale dans les réseaux trophiques, l’écrevisse n’avait pas de fortes interactions trophiques avec les amphibiens, tout au plus un effet indirect par la modification de l’habitat. Sur la base des mécanismes considérés ici, la coexistence entre les amphibiens natifs et l’écrevisse invasive semble ainsi envisageable. Des suites de ce travail sont envisageables à l’échelle des communautés grâce à l’ADN environnemental.

mots clés

• Biological invasion
• Dispersal
• Metacommunity
• Procambarus clarkii
• Trophic interactions

Titre traduit

Species coexistence in patchy habitats : the study case of native and invasive species in pond networks

Résumé

The question of species coexistence is crucial in the context of global changes, where some species colonize new ecosystems, such as the case of invasive species. In patchy habitats, the coexistence between invasive and native species gains at being considered in the light of the metacommunity theory, and particularly by examining separately the processes of dispersal and local interactions to determine their relative effects. Besides, observational approaches in natural habitats allow to account for the complexity of the possible relationships. It is the work tackled in this thesis through the example of the effect of the red swamp crayfish on native amphibians in pond networks. The density of larvae and the distribution of native amphibians showed the co-occurrence with the crayfish in ponds. Owing to landscape genetics, the dispersal of crayfish was shown to be highly constrained by the patchy nature of habitats, contrary to that of amphibians, although it was variable among the three species considered. The stable isotope analyses showed that, despite its central position in the food webs, the crayfish did not have strong trophic interactions with amphibians, all the more an indirect effect through habitat modification. On the basis of the mechanisms considered here, the coexistence between native amphibians and the invasive crayfish seem possible. Perspectives from this work are envisaged at the community scale using environmental DNA.