Implications écologiques et évolutives du parasitisme sur les structures trophiques

Ecological and evolutionary implications of parasitism on trophic structures

• Auteur / Autrice : Loïc Prosnier
• Direction : Nicolas Loeuille, Vincent Médoc
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Écologie
• Date : Soutenance le 14/11/2018
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme - Évolution et écologie (Paris ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut d’écologie et des sciences de l’environnement de Paris (1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Julien Gasparini
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Minus van Baalen, Elsa Canard
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marie-Jeanne Perrot-Minnot, Oliver Kaltz

Mots clés

Mots clés contrôlés

Interactions multitrophiques (écologie)

Biocénoses

Facteurs biotiques

Relations hôte-parasite

Mots clés libres

Parasitologie des écosystèmes

Module prédation-compétition-parasitisme

Effets virulence et interaction

Profitabilité énergétique

Adaptive foraging

Coexistence

Ecosystem parasitology

Predation-competition-parasitism module

Virulence and interaction effect

Profitability

Adaptive foraging

Coexistence

Résumé

Depuis quelques années, les parasites sont reconnus comme pouvant être important pour comprendre les structures et les dynamiques des écosystèmes. Cependant leur rôle réel reste mal compris. Au cours de cette thèse nous étudions les implications éco-évolutives du parasitisme sur un module trophique. Nous distinguons les effets virulence et interaction du parasite. Les premiers réduisant la survie intrinsèque et la fécondité, les seconds modifiant les interactions trophiques. Nous considérerons dans un premier modèle écologique l’infection d’une proie ou du prédateur. Notre modèle nous montre que le parasite favorise la coexistence par la modulation des compétitions directe et apparente. Lors de l’infection du prédateur les deux types d’effets ont une action antagoniste sur la stabilité. Nous avons ensuite montré expérimentalement que le virus DIV-1 infectant Daphnia magna a un fort effet virulence et un effet interaction dépendant du prédateur. Les expériences ont également mis en avant une possible augmentation de la profitabilité de l’hôte par l’infection. Un modèle d’adaptive foraging utilisant une approche de dynamique adaptative montre des modifications du régime du prédateur selon le type d’effet considéré. Le prédateur consommerait préférentiellement la proie infectée en cas d’effet interaction, ou une proie alternative en cas d’effet virulence. Ces modifications du régime favoriseraient la coexistence du système, notamment en évitant la compétition entre le prédateur et le parasite. Ces changements à l’échelle du module suggèrent qu’à plus grand échelle le parasite puisse modifier globalement la structure du réseau.

For some years, parasites are known as a key component to understand ecosystem structures and dynamics. However, real implication remains poorly know. In this thesis, we are studying eco-evolutionary implications of parasitism on a trophic module. We differentiate virulence and interaction effects. First are reduction of fecundity and intrinsic survival, second are modifications of trophic interactions. We considered, in an ecological model, infection of a prey, then infection of a predator. Our model shows that parasite favors coexistence through modulation of direct and apparent competition. Effects act antagonistically on stability when predator is infected. Then we experimentally show that DIV-1, a virus of Daphnia magna have a high virulent effect, but a low interaction effect depending of the predator. Experiences also highlight that parasite may increase host profitability. When model includes adaptive foraging, using adaptive dynamics, interaction and virulent effects have antagonistic consequences on predator diet. Predator consumes more host if parasite has interaction effect, but more of the alternative prey if parasite has virulent effect. These modifications favor system coexistence, especially by avoiding predator-parasite competition. Changes at module scale suggest, at higher scales, that parasite should affect greatly food web structure.