Réponse à l’urbanisation d’un insecte eusocial : interconnexion des réponses génétiques, plastiques, et rôle de l’environnement social

Response to urbanization in a eusocial insect : interconnexion of genetic and plastic responses, and the role of the social environment

• Auteur / Autrice : Lauren Jacquier
• Direction : Mathieu Molet, Claudie Doums
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Écologie
• Date : Soutenance le 29/09/2021
• 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 : Charlotte Lécureuil
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Claire Detrain, Emmanuelle Baudry

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écologie urbaine

Effets des métaux

Effets de l'environnement

Insectes sociaux

Assemblage des communautés (écologie)

Mots clés libres

Temnothorax

Cadmium

Métaux traces

Comportement

Jardin commun

Environnement social

Hibernation

Temnothorax

Cadmium

Trace metal

Behavior

Common garden

Social environment

Hibernation

Résumé

L’urbanisation est un processus qui a tendance à s’accroître ces dernières années. Les villes imposent un certain nombre de changements environnementaux aux espèces y vivants : températures élevées, habitat fragmenté, pollué (pollution lumineuse, acoustique et/ou chimique)…. Malgré leur importance écologique et économique, peu d’études se sont penchées sur la réponse des espèces eusociales à cette urbanisation. Ces espèces pourraient avoir des capacités de réponses aux changements environnementaux différentes des espèces solitaires, du fait de leur grande plasticité phénotypique et de leur vie en société. L’objectif de cette thèse est donc de déterminer comment l’eusocialité peut influencer sur la réponse à l’urbanisation. Dans une première partie, nous avons montré, à travers une expérience de jardin commun, que les colonies de Temnothorax nylanderi toléraient mieux un métal trace (le cadmium) que les colonies de forêt. Nous avons également trouvé une divergence des comportements de fourragement et d’agression chez ces populations. Dans une deuxième partie, nous avons mis en évidence un rôle des facteurs génétiques dans la meilleure tolérance des colonies urbaines au cadmium. Nous avons également effectué une expérience de cross fostering, afin de distinguer les effets des ouvrières de ceux des larves sur la meilleure tolérance au cadmium des colonies urbaines. Une absence de réponse différentielle au cadmium cette année-là nous a empêché de tester cette hypothèse, mais a permis de mettre en évidence un effet tampon social de la taille des colonie ainsi que ses limites. Enfin, le dernier chapitre nous a permis de mettre en évidence des variations intra-annuelles dans la réponse des espèces eusociales aux stresseurs. Cette thèse souligne l’importance de prendre en compte les traits propres aux espèces sociales dans la réponse de ces espèces aux changements environnementaux majeurs.

Urbanization is an ongoing process which tend to accelerate these recent years. Cities are imposing some environmental pressures on species living there: high temperatures, fragmented habitat, pollution (being sound, light, or chemicals). Despite their ecological and economic importance, few studies have investigated so far how eusocial species respond to urbanization. Indeed, those species could have different response abilities to environmental changes, because of their great phenotypic plasticity or their social life. This thesis objective is to determine how eusociality could impact response to urbanization. In a first chapter we demonstrated through a common garden experiment that Temnothorax nylanderi colonies better tolerate a trace metal (cadmium) than their forest counterparts. We also reported a behavioral divergence between those two populations (in foraging and aggression). In a second chapter, we highlighted that this differential cadmium tolerance could have a genetic origin. Using a cross fostering experiment, we also aim at disentangling relative contribution of workers and larvae in the better tolerance to cadmium in urban colonies. A lack of differential response the year of the study impede us to conclude on this point, but we highlighted a buffering of colony size and it limits. Finally, in the last chapter we investigated intra-annual variation in eusocial species response to urban stressors. Overall, this thesis emphasizes the importance to take into account social species unique traits to assess those species response to environmental changes.