Succès d'invasion et écologie des communautés des espèces de Coccinellidae introduites pour la lutte biologique en milieu insulaire tropical

Invasion success and community ecology of Coccinellidae species introduced for biological control in tropical island environments

• Auteur / Autrice : Marine Baujeu
• Direction : Bernard Reynaud, Laura Moquet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecologie et évolution
• Date : Soutenance le 14/06/2024
• Etablissement(s) : La Réunion
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Technologies et Santé (Saint-Denis, La Réunion ; 2010-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Peuplements végétaux et bioagresseurs en milieu tropical (Saint-Pierre, Réunion) - Peuplements végétaux et bioagresseurs en milieu tropical / UMR PVBMT
• Jury : Président / Présidente : Isabelle Fock-Bastide
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Isabelle Fock-Bastide, Xavier Fauvergue, Thierry Hance, Alexandra Magro
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Xavier Fauvergue, Thierry Hance

Mots clés

Mots clés contrôlés

Régions tropicales

Résistance à la chaleur

Insectes prédateurs

Alimentation

Coccinelles

Mots clés libres

Psylliphages

Préférences alimentaire

Etablissement

Structuration des communautés

Prédation intraguilde

Psylliphagous

Food preference

Establishment

Communities structuration

Intraguild Predation

Résumé

Les Coccinellidae, dont le régime alimentaire polyphage inclut la prédation d'insectes Hémiptères phytophages ont suscité de multiples tentatives d'acclimatation pour réguler divers ravageurs. Les psylles, bien qu'étant des proies alternatives ou essentielles, est un régime alimentaire beaucoup plus rare et donc bien moins étudié, Obrycki & Kring (1998) ont rapporté que seulement 10% des introductions intentionnelles ont conduit à un succès d’invasion. Ce faible taux d'acclimatation, conjugué aux risques écologiques associés à l'introduction d'espèces exotiques souligne la nécessité d'une évaluation rigoureuse avant toute introduction planifiée pour le contrôle biologique.L’objectif de cette thèse est d'examiner le processus d'acclimatation des coccinelles sur des îles tropicales, en se concentrant spécifiquement sur les espèces psylliphages.Le premier axe est consacré à une méta-analyse des données historiques relatives aux espèces de coccinelles dans des environnements insulaires tropicaux. Cette étude a pour but de délimiter les traits spécifiques des espèces et les caractéristiques des îles qui influencent la présence et l’établissement des espèces de coccinelles, indigènes ou introduites, dans le contexte de la lutte biologique. Une analyse des données de présence sur 86 îles tropicales réparties dans 11 archipels, ainsi que des données morphologiques et écologiques de 250 espèces de coccinelles, a révélé que les espèces indigènes des îles sont principalement aphidiphages et coccidiphages, mais de petite taille. Cela implique souvent l’introduction délibérée d’espèces plus grandes et donc plus voraces pour la lutte biologique. Toutefois, les espèces de plus petite taille présentent un taux de succès d’établissement significativement supérieur. Le deuxième axe se focalise sur la composition et la structuration des communautés de coccinelles psylliphages en milieu insulaire tropical, La Réunion. Il cherche à identifier les espèces qui se regroupent autour des psylles et celles qui utilisent ces insectes comme ressource alimentaire primaire. Cet axe permet de déterminer les facteurs paysagers, climatiques et de disponibilité des proies qui influencent ces assemblages. Un échantillonnage de 11 sites, deux plantes hôte, Leucaena leucocephala et Acacia heterophylla, de deux espèces de psylles, respectivement Heteropsylla cubana et Acizzia uncatoides a été mené sur deux saisons estivales. A La Réunion, 14 des 28 espèces de coccinelles présentes exploitent la ressource en psylles mais seulement trois l’utilise comme ressource essentielle ou alternative : une polyphage indigène : Exochomus laeviusculus ; une aphidiphage exotique : Coccinella septempunctata et une psylliphage exotique : Olla v-nigrum. Le troisième axe analyse les interactions de prédation intraguildes au sein des communautés de coccinelles psylliphages, avec une attention portée à Harmonia conformis et aux trois autres espèces utilisant les psylles comme ressource essentielle ou alternative déterminées dans le deuxième axe. Cette étude vise à caractériser la symétrie, la direction et l'intensité des interactions de prédation intraguildes parmi ces taxons. Des adultes de Harmonia conformis ont été confrontés à des œufs des trois espèces psylliphages présentes à La Réunion et des adultes de ces trois espèces ont été confrontés à des œufs de Harmonia conformis. Les 4 espèces sont des prédateurs intraguildes seules les espèces de taille équivalente ont une relation symétrique d’intensité modérée. Harmonia conformis montre une relation de prédation intraguilde asymétrique envers la Exochomus laeviusculus. Les conclusions tirées de ces trois axes de recherche sur l'évaluation du potentiel invasif et les interactions intraguildes au sein des communautés psylliphages fourniront des indicateurs clés pour évaluer la faisabilité de la lutte biologique par coccinelles en milieu insulaire tropical.

The Coccinellidae, whose polyphagous diet includes preying on phytophagous Hemiptera insects, have prompted numerous attempts at acclimatization to regulate various pests. Psyllids, though serving as alternative or essential prey, represent a much rarer diet and thus are less studied; Obrycki & Kring (1998) reported that only 10% of intentional introductions led to successful invasions. This low acclimatization rate, coupled with the ecological risks associated with the introduction of exotic species, underscores the necessity for a rigorous evaluation before any planned introduction for biological control.The objective of this thesis is to examine the acclimatization process of ladybugs on tropical islands, focusing specifically on psyllid-eating species.The first part is dedicated to a meta-analysis of historical data related to ladybug species in tropical island environments. This study aims to delineate the specific traits of the species and the characteristics of the islands that influence the presence and establishment of both indigenous and introduced ladybug species in the context of biological control. An analysis of presence data from 86 tropical islands across 11 archipelagos, as well as morphological and ecological data from 250 ladybug species, revealed that native island species are mainly aphidophagous and coccidophagous but small in size. This often necessitates the deliberate introduction of larger, more voracious species for biological control. However, smaller species show a significantly higher establishment success rate.The second part focuses on the composition and structure of psyllid-eating ladybug communities in a tropical island environment, Réunion Island. It seeks to identify the species that cluster around psyllids and those that use these insects as a primary food resource. This section helps determine the landscape, climatic, and prey availability factors influencing these assemblies. Sampling at 11 sites, involving two host plants, Leucaena leucocephala and Acacia heterophylla, and two psyllid species, respectively Heteropsylla cubana and Acizzia uncatoides, was conducted over two summer seasons. On Réunion Island, 14 out of 28 ladybug species exploit the psyllid resource, but only three use it as an essential or alternative resource: a native polyphage, Exochomus laeviusculus; an exotic aphidophagous, Coccinella septempunctata; and an exotic psyllidophagous, Olla v-nigrum.The third part analyzes the intraguild predation interactions within the psyllid-eating ladybug communities, with a focus on Harmonia conformis and the three other species determined in the second part that use psyllids as an essential or alternative resource. This study aims to characterize the symmetry, direction, and intensity of intraguild predation interactions among these taxa. Adults of Harmonia conformis were confronted with eggs from the three present psyllid-eating species on Réunion Island, and adults from these three species were confronted with eggs of Harmonia conformis. The four species are intraguild predators; only species of equivalent size have a symmetric relationship of moderate intensity. Harmonia conformis shows an asymmetric intraguild predation relationship towards Exochomus laeviusculus.The conclusions drawn from these three research areas on evaluating invasive potential and intraguild interactions within psyllidophagous communities will provide key indicators for assessing the feasibility of biological control by ladybugs in a tropical island environment.