Overwintering strategies of a guild of cereal aphid parasitoids along a latitudinal gradient

Stratégies d’hivernage d’une guilde de parasitoïdes des pucerons des céréales le long d’un gradient latitudinal

• Auteur / Autrice : Armando Alfaro Tapia
• Direction : Blas Lavandero, Joan Van Baaren
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Écologie, évolution
• Date : Soutenance le 27/01/2022
• Etablissement(s) : Rennes 1 en cotutelle avec Universidad de Talca
• Ecole(s) doctorale(s) : EGAAL
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Ecosystèmes, Biodiversité, Evolution (Rennes ; 1996-....)
• Jury : Président / Présidente : Alejandro del Pozo
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Eduardo Fuentes Contreras, Claudio C. Ramírez‎, Cécile Le Lann
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Cristian Villagra, Véronique Martel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Effets de la température

Insectes

Adaptation (physiologie)

Relations hôte-parasite

Diapause

Mots clés libres

Diapause

Plasticité thermique

Adaptation locale

Interaction hôte-Parasitoïde

Effet hôte

Diapause

, thermal plasticity

Local adaptation

Host-Parasitoid interaction

Host effect

Résumé

Les insectes, en tant qu’ectothermes, sont connus pour vivre dans une large gamme de climats et adoptent différentes stratégies pour résister aux conditions défavorables dont la migration, la diapause ou le maintien de l’activité. Tout au long de cette thèse, les réseaux trophiques de parasitoïdes de pucerons des céréales ont été étudiés le long d’un gradient latitudinal dans la vallée centre-sud du Chili. Nous avons testé si les conditions environnementales le long de ce gradient entraînaient une incidence de diapause plus élevée aux hautes latitudes (plus froides) par rapport aux basses latitudes (plus chaudes). De plus, nous avons exploré si la diapause était régulée par un stimulus biotique (c’est-à-dire l’effet de l’hôte, la disponibilité de l’hôte et la compétition maternelle). Nous avons constaté l’absence d’un gradient de température latitudinal nord-sud clair. Sur la base de l’intensité de l’hiver, les localités échantillonnées ont été classées en zones d’hiver froides, douces ou chaudes. De faibles niveaux d’incidence de diapause ont été observés tout au long du gradient latitudinal. Néanmoins, nous avons observé des changements dans la composition des espèces de pucerons et de parasitoïdes, car leurs niveaux d’abondance relative variaient selon les zones climatiques, montrant que la plupart des individus adultes au sein de la guilde des parasitoïdes étaient actifs pendant l’hiver. De plus, la diapause chez les parasitoïdes de pucerons était influencée par les espèces hôtes attaquées et par la perception de la rareté de l’hôte pendant la diapause hivernale. De même, la compétition intraspécifique directe entre les parasitoïdes femelles dans les conditions estivales s’est traduite par une augmentation de la progéniture en diapause, cependant, cet effet n’a pas été observé dans les conditions hivernales. Ainsi, la plasticité du développement et les réponses évolutives observées offrent une explication mécaniste de la variation adaptative du cycle de vie des parasitoïdes de pucerons, suggérant que le succès des parasitoïdes en tant qu’agents naturels de contrôle biologique dépend fortement de la densité d’hôtes et de l’activité saisonnière.

Insects as small ectotherms are known to live in a wide range of thermal climates and have to adopt different strategies to resist unfavorable conditions such as: migration, enter in diapause or remain active. Throughout this Thesis, different ecological drivers have been explored in aphid parasitoids along a latitudinal gradient in the central‒south valley of Chile. We tested whether environmental conditions along this gradient led to a higher diapause incidence on high latitudes (colder) compared to low latitudes (warmer). In addition, we explored whether diapause is regulated by biotic stimulus (i.e., host effect, host availability, and maternal competition). We found an absence of a clear north-south latitudinal temperature gradient. Based on the intensity of winter, the sampled localities were categorized as either cold, mild, or warm winter areas. Low levels of diapause incidence were observed along the whole latitudinal gradient. Nevertheless, we observed changes in the compositions of aphid and parasitoid species, as their levels of relative abundance varied among the climatic areas, showing that most adult individuals within the parasitoid guild are active during winter. In addition, diapause in aphid parasitoids was influenced by the attacked host species and from the perception of host scarcity in winter diapause. Likewise, direct intraspecific competition among female parasitoids in summer conditions has been translated into an increase of the diapause offspring, however, this effect was not observed in winter conditions. Thus, developmental plasticity and the observed evolutionary responses offer a mechanistic explanation for adaptive life-history variation in aphid parasitoids suggesting the success of parasitoids as natural agents depends strongly on host density and timing of seasonal activities.