Effet de la succession temporelle des ressources végétales à l’échelle des paysages sur les communautés de drosophiles : Cas d’étude en agrosystème viticole suite à l'invasion par Drosophila suzukii

Effect of the temporal succession of plant resources at the landscape scale on drosophila communities : Case study in wine agrosystem following the invasion by Drosophila suzukii.

• Auteur / Autrice : Lionel Delbac
• Direction : Denis Thiéry
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Écologie évolutive, fonctionnelle et des communautés
• Date : Soutenance le 14/12/2020
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et Environnements (Talence, Gironde ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Santé et agroécologie du vignoble (INRA Bordeaux-Aquitaine)
• Jury : Président / Présidente : Patricia Gibert
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Denis Thiéry, Thierry Brévault, Joséphine Pithon-Rivallain
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Patricia Gibert, Thierry Brévault

Mots clés

Mots clés contrôlés

Relations insecte-plante

Vigne

Invasions biologiques

Drosophiles

Mots clés libres

Drosophila suzukii

Paysage

Vigne

Ecologie

Dynamique de population

Drosophila suzukii

Landscape

Grapevine

Ecology

Population dynamic

Résumé

Drosophila suzukii est une espèce invasive, originaire d'Asie, qui a connu une expansion très rapide depuis son introduction en 2008 en Europe. Cette espèce pose de sérieux problèmes écologiques et agronomiques en s’attaquant à de nombreuses plantes hôtes non-cultivées ou cultivées comme le raisin. Elle est maintenant présente dans la communauté des Drosophilidae que l'on retrouve dans les paysages viticoles. Cette communauté de drosophiles reste largement méconnue et aucune étude n'a été réalisée jusqu'à présent pour la caractériser. Nous manquons également de données sur les effets de la fragmentation des ressources (sites d’hivernation, abris et ressources alimentaires), dans l’espace et dans le temps, sur les dynamiques de populations de D. suzukii dans l'agrosystème viticole. Pour répondre à toutes ces lacunes, nous avons mis en place une étude observationnelle reposant sur un réseau de vingt parcelles de vigne localisées dans le vignoble de Bordeaux le long de différents gradients de continuité spatiale des ressources. Nous avons cherché à évaluer 1) l'effet de la composition du paysage sur la structure de la communauté de Drosophilidae dans les paysages viticoles, 2) la dynamique temporelle de D. suzukii sur les différentes espèces de plantes hôtes sauvages présentes dans le paysage, et 3) l'effet de la distribution spatiale et temporelle des ressources alimentaires sur les niveaux de populations du ravageur. Dans ce travail, nous avons montré que les abondances des différentes espèces de drosophiles retrouvées dans les vignes, et non leur richesse spécifique, dépendent positivement de la proportion d'habitat semi-naturel dans le paysage environnant. Nous avons mis en évidence une différentiation temporelle entre les deux espèces dominantes de cette communauté, Drosophila subobscura en hiver et D. suzukii en été et en automne. Par ailleurs, nous avons caractérisé la dynamique temporelle de D. suzukii sur cinq fruits de plantes hôtes présentent dans le paysage (gui, cerise, sureau noir, mûre sauvage et raisin) qui assurent une continuité temporelle des ressources alimentaires à l’échelle de l’année. Néanmoins, nos travaux montrent que la prise en compte de la distribution spatiale et temporelle de ces ressources alimentaires dans le paysage n’améliore pas les qualités prédictives du modèle statistique cherchant à prédire les niveaux de population de l'insecte sur la base de l’occupation des sols autour des parcelles viticoles. Ce travail a permis de démontrer qu'un ravageur invasif, qui intègre une communauté d'insectes natifs, peut s'implanter dans l'habitat sauvage en bordure de parcelles agricoles d'une région donnée en passant sur différentes ressources au cours de son cycle biologique avant de s'attaquer à la plante cultivée. Ces approches d'écologie du paysage représentent des leviers intéressants pour comprendre la dynamique des populations d'une nouvelle espèce invasive et permettre ainsi une éventuelle définition de zones favorables à son abondance.

Drosophila suzukii is an invasive species, native to Asia, which has expanded very rapidly since its introduction in 2008 in Europe. This species poses serious ecological and agronomic problems by attacking the fruits of many non-cultivated or cultivated host plants such as grapes. It is now present in the Drosophilidae community found in wine-growing landscapes. This drosophila community remains largely unknown and no studies have been carried out so far to characterise it. We also lack data on the effects of resource fragmentation (wintering sites, shelter and food resources), in space and time, on the population dynamics of D. suzukii in the wine-growing agrosystem. To address all these shortcomings, we set up an observational study based on a network of twenty vineyard plots located in the Bordeaux vineyard along different gradients of spatial continuity of resources. We sought to assess 1) the effect of landscape composition on the structure of the Drosophilidae community in vineyard landscapes, 2) the temporal dynamics of D. suzukii on the fruits of different wild host plant species present in the landscape, and 3) the effect of the spatial and temporal distribution of food resources on the pest's population levels. In this work, we showed that the abundance of the different species of fruit flies found in vineyards, and not their species richness, is positively dependent on the proportion of semi-natural habitat in the surrounding landscape. We highlighted a temporal differentiation between the two dominant species of this community, Drosophila subobscura in winter and D. suzukii in summer and autumn. Furthermore, we characterised the temporal dynamics of D. suzukii on five fruits of host plants present in the landscape (mistletoe, cherry, black elder, wild blackberry and grape) which ensure temporal continuity of food resources on a year-round scale. Nevertheless, our work shows that taking into account the spatial and temporal distribution of these food resources in the landscape does not improve the predictive qualities of the statistical model seeking to predict the insect's population levels on the basis of land use around the vineyard plots. This work has demonstrated that an invasive pest, which integrates a native insect community, can establish itself in the wild habitat at the edge of agricultural plots in a given region by passing over different resources during its life cycle before attacking the cultivated plant. These landscape ecology approaches represent interesting levers for understanding the population dynamics of a new invasive species and thus enable the possible definition of areas favourable to its abundance.