Mécanismes, bénéfices et plasticité de l'agrégation interspécifique chez les larves de Diptères nécrophages

Mechanisms, benefits and plasticity of interspecific aggregation in necrophagous Diptera larvae

• Auteur / Autrice : Quentin Fouché
• Direction : Damien Charabidzé
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des organismes
• Date : Soutenance le 27/11/2020
• Etablissement(s) : Université de Lille (2018-2021)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Lille ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de Taphonomie Médico-Légale (UTML) - Unité de Taphonomie médico-légale et Anatomie - ULR 7367
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Damien Charabidzé, Emmanuel Desouhant, Claire Detrain, Freddie-Jeanne Richard, Christophe Lucas
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Emmanuel Desouhant, Claire Detrain

Mots clés

Mots clés contrôlés

Symbiose

Larve

Dissertation universitaire

Sarcophagidae

Mutualisme (biologie)

Décision de groupe

Larves

Comportement animal

Calliphoridés

Mots clés libres

Grégarisme

Groupes hétérospécifiques

Décisions collectives

Communication chimique

Écosystème cadavérique

Construction de niche

Gregariousness

Mixed-species groups

Collective decisions

Chemical communication

Carrion ecosystem

Niche construction

Résumé

Le rassemblement de plusieurs espèces est courant en milieu naturel. Dans certaines conditions, ces agrégations interspécifiques fournissent des bénéfices supérieurs à ceux de groupes conspécifiques. Chez les mouches nécrophages (Diptera : Calliphoridae),les larves forment sur les cadavres des agrégats pouvant contenir des milliers d’individus de différentes espèces. Ces masses d'asticots facilitent l'exodigestion des tissus cadavériques et génèrent de la chaleur, accélérant la croissance des larves. Comme récemment démontré, de tels avantages pourraient être amplifiés en présence de plusieurs espèces.Ainsi, l'objectif de cette thèse a été d'étudier la valeur adaptative de l'agrégation larvaire interspécifique.Des premières expériences ont porté sur la nature chimique des traces déposées parles larves et leur effet sur différentes espèces. Elles ont démontré que ces traces ont un effet rétentif interspécifique, proportionnel à leur concentration et d'intensité variable selon l'espèce. Cet effet est soutenu par l'acide décanoïque, un composé chimique partagé entre les espèces. Ces résultats confirment l'existence de comportements d'agrégation interspécifique chez les larves et précisent pour la première fois les mécanismes en jeu.Dans un second temps, les coûts et bénéfices de l'agrégation entre Lucilia sericata et Calliphora vicina, deux espèces de mouches communes sur les cadavres, ont été étudiés.Le développement de larves a été suivi sur un milieu de bonne ou mauvaise qualité (viande fraîche ou décomposée). Les résultats ont montré que la présence d'une autre espèce peut générer des bénéfices lorsque les larves font face à des conditions défavorables.Enfin, la plasticité de l'agrégation a été analysée en observant les choix de larves face à des ressources de qualité différente. En groupe conspécifique de forte densité, les larves se sont agrégées majoritairement sur la nourriture optimale (viande fraîche). En revanche, en groupe hétérospécifique, les larves ont choisi la ressource sous-optimale(viande décomposée). Si cette inversion des préférences paraît contre-intuitive, elle pourrait se révéler bénéfique en milieu naturel, notamment lorsque la compétition est forte ou lorsque la diversité spécifique est élevée.Dans leur ensemble, les résultats de cette thèse confirment que l'agrégation interspécifique des larves de Diptères Calliphoridés peut constituer une adaptation efficace aux contraintes de l'écosystème cadavérique. En facilitant l'exodigestion et en modulant la flore microbienne des cadavres, l'agrégation larvaire modifie en effet les pressions de sélection. Selon la théorie de la construction de niche, ces bénéfices pourraient avoir favorisé la sélection des comportements d'agrégation entre espèces et leur coévolution.

The gathering of several species, i.e. interspecific aggregation, is frequently observedin nature. Such a behaviour can provide benefits higher than those of conspecific groups. Innecrophagous flies (Diptera: Calliphoridae), larvae grow on cadavers while forming hugemaggot masses including thousands of individuals from different species. Theseaggregations improve exodigestion of carrion flesh and generate heat, speeding up larvalgrowth. As recently demonstrated, these effects can be enhanced when several species arepresent. Thus, the aim of this PhD was to study the adaptive value of interspecific larvalaggregations.First experiments investigated the nature of chemical cues left on the ground bylarvae and their effect on different species. Results showed that these cues have an effectwhich is retentive, interspecific, proportional to cues concentration, and whose strengthvaries depending on the emitting species. This effect is supported by decanoic acid, acompound shared between at least two species. These results demonstrate the existence ofinterspecific aggregation behaviours in necrophagous maggots and reveal for the first timethe underlying mechanisms.Second, costs and benefits of aggregation between Lucilia sericata and Calliphoravicina, two fly species commonly found on carrion, were studied. The development of larvaewas followed on nutritive substrates varying in quality (fresh or rotten meat). Results showedthat the presence of another species can provide benefits when larvae face unfavourableconditions.Finally, the plasticity of aggregation was analysed by observing the choices of larvaebetween two food spots of different quality. In conspecific groups of high density, larvaeaggregated mostly on the optimal food (fresh meat). However, in heterospecific groups,larvae chose the sub-optimal spot (rotten meat). Although this preference reversal seemsnon-adaptive, it may be beneficial when competition is strong or species diversity is high.Together, these results confirm that interspecific aggregation of necrophagous Dipteralarvae can be an efficient adaptation to the environmental constraints faced on cadavers. Byimproving exodigestion and shaping carrion microbial flora, larval aggregation modifies theselective pressures. According to the niche construction theory, such benefits could favourthe selection of interspecific aggregation behaviours and promote species coevolution.