Effets de la variabilité intraspécifique du phénotype des invertébrés sur la décomposition des litières

Effects of intraspecific variability of invertebrates' phenotype on litter decomposition

• Auteur / Autrice : Thibaut Rota
• Direction : Antoine Lecerf, Eric Chauvet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecologie fonctionnelle
• Date : Soutenance le 20/11/2018
• Etablissement(s) : Toulouse 3
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l’univers, de l’environnement et de l’espace (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Écologie fonctionnelle et environnement (Toulouse ; 2007-2023)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biodégradation

Variabilité

Phénotype

Interactions multitrophiques (écologie)

Mots clés libres

Variabilité intraspécifique

Décomposition des litières

Changements globaux

Détritivores

Prédateurs

Interactions trophiques

Intraspecific variability

Litter decomposition

Global changes

Detritivores

Predators

Trophic interactions

Résumé

La variabilité intraspécifique du phénotype des individus est à la base de la sélection naturelle, mais est peu évaluée d'un point de vue des conséquences sur le fonctionnement de l'écosystème. Mes recherches se sont attachées à mesurer les différences individuelles et populationnelles de traits phénotypiques chez des invertébrés au sein du réseau trophique détritique et d'en évaluer les conséquences sur le processus de décomposition des litières. Je montre d'abord que la variabilité intraspécifique du taux de consommation de litières est forte par rapport à la variabilité interspécifique mesurée expérimentalement sur un échantillon de 10 espèces de détritivores terrestres et aquatiques. Une autre étude en laboratoire a permis d'établir que les différences de taux de consommation de litières entre individus d'une même population de détritivores aquatiques sont explicables à partir de traits comportementaux et énergétiques. La taille corporelle des individus s'est révélée être moins importante que des traits comportementaux et énergétiques pour expliquer la variabilité inter-individuelle du taux de consommation des litières. Les traits des invertébrés prédateurs peuvent aussi agir sur la décomposition des litières de manière indirecte via des interactions avec les détritivores. Une expérience in situ en ruisseau a permis de montrer que des individus prédateurs arborant différents phénotypes peuvent avoir des effets sur la décomposition qui s'opposent. La variabilité de la cascade trophique était expliquée par les différences de sexe et de rythme de vie, défini par une combinaison de traits de comportement et d'histoire de vie. Finalement, j'ai validé l'hypothèse selon laquelle l'origine de la population de prédateur, le long d'un gradient latitudinal en Europe, pourrait moduler la réponse de la décomposition des litières au réchauffement climatique. L'ensemble de mes travaux mettent en lumière le rôle sous-estimé de la variabilité intraspécifique du phénotype en Ecologie. L'individu, plutôt que l'espèce, devrait constituer l'unité de base pour mieux appréhender le contrôle biotique du fonctionnement des écosystèmes et prédire les conséquences écologiques des changements environnementaux.

Intraspecific variability of individuals' phenotype is at the root of natural selection, but remains poorly evaluated from the ecosystem functioning perspective. My research has focused on measuring individual and population differences in phenotypic traits of invertebrates involved in detrital food webs, as well as evaluating their impact on litter decomposition. First, I showed that intraspecific differences of litter consumption rate is high compared to the interspecific differences measured experimentally on a sample of 10 terrestrial and aquatic detritivore species. Another laboratory study revealed that litter consumption rate differences between individuals of a same population can be explained by behavioral and energetic traits. Oppositely, body size of individuals proved to be less effective in explaining inter-individual variability of litter consumption rates. Traits of predator invertebrates can also act on litter decomposition indirectly through interactions with detritivores. An in situ experiment has shown that predator individuals with different phenotypes can have opposite effects on decomposition. Trophic cascade variability was explained by sex and a lifestyle index, defined by a combination of behavioral and life history traits. Finally, I validated the hypothesis that the origin of predator populations sampled along a latitudinal gradient in Europe modulates the response of litter decomposition to global warming. All my work highlights the underestimated role of intraspecific variability of phenotype in Ecology. Individual, rather than species, should be the basic unit to better understand the biotic control of ecosystem functioning and to predict the ecological consequences of environmental changes.