Traits biologiques et facteurs environnementaux structurant les mouvements locaux et la dispersion des libellules( Insecta, Odonata) dans les réseaux de mares.

Biological traits and environmental factors shaping local movements and dispersal of dragonflies (Insecta, Odonata) in pond networks

• Auteur / Autrice : Marceau Minot
• Direction : Michaël Aubert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'univers
• Date : Soutenance le 02/10/2020
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Étude et compréhension de la biodiversité (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation de la thèse : Université de Rouen Normandie (1966-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Michaël Aubert, Adolfo Cordero Rivera, Thibaud Decaens, Goran Sahlen, Aurélie Lissignol-Husté, Delphine Legrand
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Adolfo Cordero Rivera, Thibaud Decaens

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écologie des étangs

Libellules

Odonates

Mots clés libres

Libellules

Connectivité

Dispersion

Mares

Odonates

Capture-Marquage-Recapture

Traits morphologiques

Capture-Mark-Recapture

Connectivity

Dispersal

Dragonflies

Morphological traits

Odonates

Ponds

Résumé

Au cours des dernières décennies, le nombre de mares a connu un déclin de plus de 50 % dans les pays européens, atteignant parfois jusqu'à 90 % dans certaines régions. Cette diminution a entraîné une forte perte de connectivité entre les mares. Pourtant, ces écosystèmes petits et dispersés sont essentiels au cycle de vie d'une grande diversité d'espèces d'eau douce. Les politiques d'aménagement du territoire, comme la création des Trames Vertes et Bleues en France, visent à améliorer les continuités écologiques pour permettre le maintien des populations existantes et les échanges entre elles. Cependant, les études de connectivité entre les mares doivent prendre en compte les capacités de dispersion des espèces et cette information fait souvent défaut pour orienter les mesures de restauration. Dans le présent travail, nous avons étudié les capacités de dispersion des libellules à plusieurs échelles spatiales ainsi que les caractéristiques biologiques et les facteurs environnementaux qui façonnent leurs mouvements. Dans la première partie, nous avons évalué la colonisation par les libellules de 20 mares normandes pendant les trois années suivant leur création ou leur restauration. Les résultats mettent en évidence des taux de colonisation élevés pendant la première année et aucune différence de richesse spécifique n'a été constatée entre les mares nouvellement créées ou restaurées. Cela suggère que la restauration des mares après un assèchement total ne devrait pas toujours être prioritaire par rapport à la création de nouvelles mares dans les stratégies de gestion. Nous avons constaté que les espèces généralistes étaient davantage présentes la première année après la création ou la restauration des mares, alors que la présence d’espèces spécialistes des forêts augmentait avec l'âge du plan d’eau. Les résultats ont également mis en évidence que le contexte paysager autour des mares (i.e. milieu forestier ou ouvert) avait un effet sur la composition des communautés de libellules. Enfin, l'abondance totale des espèces d'odonates était liée à la densité des plans d’eau alentours. Ce résultat souligne que les mares très connectées peuvent abriter des populations plus importantes que les mares isolées et donc être plus résistantes aux perturbations. La deuxième partie fournit des éléments sur le développement larvaire d'Anax imperator et la relation entre les caractéristiques morphologiques des larves et des adultes. Les résultats suggèrent que la survie de cette espèce pendant la période de maturation pourrait dépendre de la longueur des individus. Nous avons également essayé d'étudier la dispersion natale en marquant 87 individus à l'émergence, mais seuls deux mâles ont été retrouvés après la période de maturation. Enfin, l'effet de deux polluants de l'eau (Round-up et DEET) sur le développement larvaire et les adultes d'Aeshna cyanea a également été étudié à différentes concentrations. Les larves ont été élevées dans des conditions de laboratoire et exposées à des concentrations allant jusqu'à 30 mg.L-1 des deux polluants. Aucun effet des polluants sur les conditions morphologiques des larves ou des ténéraux n'a été détecté, ce qui suggère que A. cyanea est une espèce tolérante aux potentielles pollutions de l'eau dans les mares. Le niveau de la protéine de stress HSP70 était également similaire selon les différents traitements, mais les adultes ténéraux présentaient des niveaux de stress plus élevés que les larves, ce qui suggère que l'émergence a provoqué un stress élevé chez les individus.

During the last decades, the number of ponds decreased by more than 50 % in European countries, occasionally reaching up to 90 % in some regions. Their decline in number has led to a strong loss of connectivity between waterbodies. Yet, these small and scattered ecosystems are essential for the life cycle of a high diversity of freshwater species. Land use policies like the creation of Greenways and Blueways in France aim to improve ecological continuities to allow maintenance of existent biological populations and exchanges between them. However, the connectivity between ponds must be considered according to the dispersal abilities of freshwater species and this information often lacks to guide restoration measures. In the present work, we studied the dispersal abilities of dragonflies on several spatial scales and investigated the biological traits and environmental factors that shaped their movements. In the first part, we evaluated the colonization of 20 ponds in Normandy by dragonflies during three years after pond restoration or pond creation. The results highlight high colonization rates during the first year and no difference in species richness was found between newly created or restored ponds. This suggests that restoration of ponds after complete drought should not always be prioritized over pond creation in management strategies. We found that generalist species were more present in the first year after pond creation or restoration, whereas the occurrence of forest specialists increased with the age of the pond. The results also highlighted that the landscape context around ponds (i.e. forest vs. open lands) had an effect on the composition of dragonfly communities. Finally, the total abundance of odonate species was related to the density of other ponds in the surroundings. This result emphasizes that highly connected ponds can support larger populations than isolated ones and thus, be more resilient to perturbations. The second part provides insights into the larval development of Anax imperator and the relationship between morphological traits of larvae and adults. The results suggest that the survival of this species might depend on its body length during the maturation period. We also tried to study the natal dispersal by marking 87 individuals at emergence, but only two males were resighted after the maturation period. Finally, the effect of two water pollutants (i.e. Round-up and DEET) at different concentrations was also investigated on the larval development and adults of Aeshna cyanea. Larvae were reared under laboratory conditions and exposed to concentrations up to 30 mg.L-1 of the two pollutants. No effect of the pollutants was detected on the morphological conditions of larvae or tenerals, suggesting that A. cyanea is tolerant to potential water pollution of ponds. The level of HSP70 stress protein was also similar according to the different treatments, but teneral adults presented higher levels of stress than larvae, suggesting that emergence induced a high stress in the individuals. The third part focuses on the dispersal of A. imperator. We first assessed the local movements within a pond network in the Normandy region.