Dispersion, fourragement et cognition du frelon à pattes jaunes : vers de nouveaux moyens de lutte

Dispersion, foraging and cognition in Yellow-legged hornet : towards new management methods

• Auteur / Autrice : Mathilde Lacombrade
• Direction : Hervé Aubert, Mathieu Lihoreau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electromagnétisme et Systèmes Haute Fréquence
• Date : Soutenance le 23/11/2023
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Génie électrique, électronique, télécommunications et santé : du système au nanosystème (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes (Toulouse ; 1968-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Marc Devaud
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Hervé Aubert, Mathieu Lihoreau, Jean-Marc Devaud, Anne-Nathalie Volkoff, Antoine Couto
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Cédric Alaux, Claire Detrain

Mots clés

Mots clés contrôlés

Abeille domestique

Lutte contre

Frelon asiatique

Mots clés libres

Vespa velutina

Invasion

Influence sociale

Radar

Lutte biologique

Vespa velutina

Invasion

Social influence

Radar

Biological control

Résumé

Le nombre d’espèces invasives dans le monde ne cesse d’augmenter. Celles-ci peuvent engendrer des problèmes économiques et écologiques en déséquilibrant les écosystèmes dans lesquels elles sont introduites. En 2004, le frelon asiatique, Vespa velutina nigrithorax, a été accidentellement introduit en France. Depuis, ce frelon invasif s’est dispersé dans 11 pays européens. Le régime alimentaire du frelon asiatique est composé à plus de 30% d’abeilles domestiques ce qui impacte la pollinisation et la filière apicole. L’objectif de ma thèse était de comprendre comment le frelon asiatique se disperse et exploite les ressources présentes dans son environnement afin d’améliorer les méthodes de lutte existantes et d’en proposer de nouvelles. Pour cela, j’ai combiné plusieurs approches expérimentales en laboratoire et sur le terrain pour étudier à la fois le frelon asiatique et les espèces non-cibles potentiellement affectées par ces méthodes de lutte (bourdons, guêpes). Je me suis d’abord intéressée au comportement des frelons. Dans le chapitre 1, j’ai étudié les mécanismes qui pourraient expliquer la rapidité de dispersion de l’espèce en Europe. Grâce à une approche de science participative, j’ai démontré que les fondatrices de frelons asiatiques sur les fronts d’invasion ont des phénotypes alaires favorisant une meilleure capacité de dispersion. Ces traits semblent résulter d’un phénomène évolutif de tri spatial. Dans le chapitre 2, je me suis intéressée à l’utilisation des informations visuelles et sociales permettant aux frelons de trouver de la nourriture et donc de s’adapter à de nouveaux milieux au cours de leur dispersion. J’ai montré que les frelons apprennent à reconnaître les sources de nourriture grâce à des signaux visuels et qu’ils sont capables de modifier ces apprentissages en fonction de l’abondance des ressources. J’ai également montré l’existence d’une influence sociale qui permet aux frelons asiatiques de sélectionner les sources de nourriture déjà occupées par d’autres frelons et donc potentiellement d’augmenter leur efficacité de fourragement. Cette attraction sociale sur les sites de nourriture pourrait être utilisée dans les méthodes de piégeage sur les ruchers. Sur la base de ces travaux, j’ai ensuite exploré de nouvelles méthodes de lutte contre le frelon asiatique. En particulier, dans le chapitre 3, j’ai relaté ma participation au développement d’un système de tracking basé sur le fonctionnement de radars à ondes électromagnétiques. J’ai obtenu les premières trajectoires de vol de frelons en trois dimensions. J’ai aussi rendu compte d’une expérience qui démontre que les ondes millimétriques émises par ces radars ne sont pas détectées par les insectes. Dans le futur, ce nouvel outil de tracking permettra de suivre les déplacements des frelons et d’aider à la localisation des nids. Dans le chapitre 4, j’ai évalué l’efficacité d’un parasite, Metarhizium robertsii, contre le frelon asiatique et ses potentiels effets indésirables sur les espèces non-cibles. Mes résultats démontrent un effet dose de M. robertsii sur la survie et les comportements de toilettage et/ou alimentaires de ces espèces. Des travaux supplémentaires sont nécessaires pour conclure à l’efficacité de cette méthode de biocontrôle. L’ensemble de mes travaux augmente la compréhension du comportement du frelon asiatique et permet d’apporter des solutions quant à l’amélioration des méthodes qui pourraient diminuer leur pression sur les ruchers. L’impact du frelon asiatique sur les populations d’insectes sauvages est encore mal connu. Cependant, mes travaux sur le comportement de butinage soulignent un rôle potentiellement bénéfique du frelon en tant que pollinisateur. Je discute comment dans des environnements où les pollinisateurs sauvages déclinent, il pourrait être envisagé d’utiliser le frelon asiatique comme pollinisateur tout en préservant les ruchers de sa pression de prédation.

The number of invasive species in the world is constantly increasing. These species could cause economic and ecological problems by destabilising the ecosystems into which they are introduced. In 2004, the Asian hornet, Vespa velutina nigrithorax, was accidentally introduced into France. Since then, this invasive hornet has spread through 11 European countries. More than 30% of the Asian hornet's diet consists of honeybees, which has an impact on pollination and the beekeeping industry. The aim of my thesis was to understand how the Asian hornet disperses and exploits the resources present in its environment to improve existing control methods and propose new ones. To do this, I combined several experimental approaches in the laboratory and in the eld to study both the Asian hornet and non-target species potentially aected by these methods of control (bumblebees, wasps). I was rst interested by the behaviour of hornets. In Chapter 1, I studied the mechanisms that might explain the rapid dispersal ability of the species in Europe. Using a citizen science approach, I demonstrated that Asian hornet foundresses on invasion fronts have wing phenotypes that favour a better dispersal capacity. These traits seem to result from an evolutionary phenomenon called spatial sorting. In Chapter 2, I looked at how hornets use visual and social information to nd food and thus adapt to new environments during their spreading. I showed that hornets learn to recognize food sources using visual signals and that they could modify this learning according to the abundance of resources. I also demonstrated the existence of a social inuence that enables Asian hornets to select food sources already occupied by other hornets and thus potentially increase their foraging eciency. This social attraction to food sites could be used in apiary trapping methods. Based on this work, I explored new methods for reducing the Asian hornet population. In Chap- ter 3, I took part in a developing a tracking system based on the operation of electromagnetic wave radars. I obtained the rst three-dimensional ight trajectories of hornets and carried out an experi- ment demonstrating that the millimeter waves emitted by these radars are not detected by insects. In the future, this new development will allow to track hornet movements and helps to locate nests. In Chapter 4, I assessed the eectiveness of a parasite, Metarhizium robertsii, against the Asian hornet and its potential undesirable eects on non-target species. My results showed a dose eect of M. rob- ertsii on the survival and grooming and/or feeding behaviour of these species. Further work is required to conclude whether this biocontrol method is eective. My work increases our understanding on Asian hornet behaviour and provides solutions for improving methods aiming to reduce pressure on apiaries. The impact of the Asian hornet on wild insect populations is still poorly understood. However, my work on foraging behaviour highlights its potential benecial role as a pollinator. I discuss how, in environments where wild pollinators are de- clining, it might be possible to use the Asian hornet as a pollinator while protecting apiaries from its predatory pressure.