Impact de l'homme et du climat sur l'histoire démographique de 4 espèces emblématiques de papillons des tourbières de Franche Comté, et implications pour la gestion conservatoire

Human and climatic impact on the demographic history of four emblematic species of butterflies from peat bogs of Franche Comté, and implications for conservation management

• Auteur / Autrice : Caroline Kebaili
• Direction : Laurence Després
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biodiversité écologie environnement
• Date : Soutenance le 18/12/2023
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie et science du vivant
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'écologie alpine (Grenoble)
• Jury : Président / Présidente : Olivier François
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Björn Reineking, Annie Guiller
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Aurélie Coulon, Éric Petit

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plantes des tourbières

Écologie des tourbières

Démographie

Papillons

Mots clés libres

Histoire démographique

Conservation

Papillons

Tourbières

Demographic history

Butterflies

Peat bogs

Conservation

Résumé

L’érosion de la biodiversité est un enjeu majeur du 21ème siècle. La perte massive d’espèces au cours des dernière décennies a profondément perturbé les écosystèmes et compromis les multiples services qu’ils rendent aux sociétés humaines. Parmi les principaux facteurs de cette érosion se trouvent le réchauffement climatique et la dégradation ou la destruction des habitats du fait des activités anthropiques. Ce dernier facteur contribue à l’augmentation de la fragmentation des habitats et nuit à la connectivité paysagère. Or, elle est essentielle au maintien des espèces vivant au sein de métapopulations et/ou ayant une capacité de dispersion limitée.La connectivité paysagère est une des principales préoccupations des gestionnaires de milieux naturels. C’est le cas pour quatre espèces de papillons des tourbières jurassiennes (la Nacré de la canneberge Boloria aquilonaris, le Fadet de tourbières Coenonympha tullia, le Cuivré de la bistorte Lycaena helle et le Mélibée Coenonympha hero) qui, malgré les nombreux efforts de conservation et la protection de leur habitat par un programme LIFE, montrent encore des signes de déclin et sont inscrites sur les listes rouges UICN françaises et franc-comtoises.Les objectifs de cette thèse étaient (i) d’étudier la structure et la diversité génétiques des populations de ces espèces dans le massif du Jura et de mettre en évidence les éléments de leur histoire démographique post-glaciaire qui avaient pu contribuer à cette structuration, (ii) de mettre en place une méthodologie permettant de modéliser la mosaïque complexe de milieux qui compose le paysage dans lequel les espèces évoluent, et (iii) de modéliser la connectivité paysagère des espèces afin d’orienter de futures mesures de gestion.L’analyse génétique a révélé des états de conservation variables pour les quatre espèces, montrant une situation préoccupante pour C. tullia et B. aquilonaris et plutôt stable pour L. helle et C. hero. L’histoire démographique est commune et dévoile une recolonisation post-glaciaire du massif jurassien par le Nord. La comparaison de graphes génétiques et paysagers s’est montrée efficace pour paramétrer les surfaces de résistance paysagère complexes et ses résultats ont été utilisé pour modéliser la connectivité, en association avec des données écologiques à dires d’expert. Une zone à fort enjeu de conservation, située au centre du massif, a été identifiée pour L. helle, C. tullia et B. aquilonaris, ainsi qu’une déconnexion apparente avec les autres régions de massif, au moins pour les deux dernières espèces.L’intérêt démontré de l’utilisation conjointe de données génétiques et écologiques pour analyser la connectivité, issue de la proche collaboration entre la recherche et le terrain, illustre la complémentarité de la modélisation et du suivi de terrain pour la conservation de la biodiversité.

L’intérêt démontré de l’utilisation conjointe de données génétiques et écologiques pour analyser la connectivité, issue de la proche collaboration entre la recherche et le terrain, illustre la complémentarité de la modélisation et du suivi de terrain pour la conservation de la biodiversité.The erosion of biodiversity is a major issue of the 21st century. The massive loss of species over the past decades has profoundly disrupted ecosystems and compromised the multiple services they provide to human societies. Among the main factors of this erosion are global warming and the degradation or destruction of habitats due to anthropogenic activities. This last factor contributes to increase habitat fragmentation and is deleterious to landscape connectivity. However, it is essential for maintaining species with limited dispersal capacities and/or living in metapopulations.Landscape connectivity is one of the main concerns of managers of natural environments. This is the case for four species of peta bogs butterflies from Jura (the Cranberry fritillary Boloria aquilonaris, the Large heath Coenonympha tullia, the Violet copper Lycaena helle and the Scarce heath Coenonympha hero) which, despite numerous conservation efforts and the protection of their habitat through a LIFE program, still show signs of decline and are included on the French and Franche-Comté IUCN red lists.The objectives of this thesis were (i) to study the population genetic structure and diversity of these species in the Jura massif and to highlight the elements of their post-glacial demographic history which may have contributed to this structuring, (ii) to establish a methodology to model the complex mosaic of environments that make up the landscape in which species live, and (iii) to model the landscape connectivity of species in order to guide future management measures.Genetic analysis revealed variable conservation states for the four species, showing a worrying situation for C. tullia and B. aquilonaris and rather stable for L. helle and C. hero. The demographic history is common and reveals a post-glacial recolonization of the Jura massif from the North. The comparison of genetic and landscape graphs has proven effective in parameterizing complex landscape resistance surfaces and its results have been used to model connectivity, in association with expert ecological data. An area of high conservation concern, located in the center of the massif, has been identified for L. helle, C. tullia and B. aquilonaris, as well as an apparent disconnection with the other regions of the massif, at least for the last two species.The demonstrated interest in the joint use of genetic and ecological data to analyze connectivity, resulting from close collaboration between research and the field, illustrates the complementarity of modeling and field monitoring for the conservation of biodiversity.