Effets des pratiques agricoles sur la diversité de coléoptères des bords de champs : le métabarcoding et l'écologie des communautés appliquées au suivi de la biodiversité à large échelle.

Effects of agricultural practices on the diversity of field edge beetles: metabarcoding and community ecology approaches applied to large-scale biodiversity monitoring.

• Auteur / Autrice : Benoit Penel
• Direction : Christine Meynard, Gaël Kergoat
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : EFSA-Biologie et Ecologie Evolutives
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2022
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale GAIA Biodiversité, agriculture, alimentation, environnement, terre, eau (Montpellier ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CBGP - Centre de Biologie pour la Gestion des Populations
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Caractérisation et évolution de la biodiversité

Mots clés

Mots clés libres

Metabarcoding

Biovigilance

Coléoptères

Écologie des communautés

Écologie fonctionnelle

Pratiques agricoles

Metabarcoding

Biovigilance

Beetles

Community ecology

Functional ecology

Agricultural practices

Résumé

Au cours de la seconde moitié du XXᵉ siècle, les pratiques agricoles ont évolué vers un système plus intensif impliquant notamment une mécanisation des pratiques, une utilisation répétée de produits phytopharmaceutiques (PPP) mais aussi une réduction de la diversité des cultures. En parallèle, une homogénéisation des paysages a été opérée, donnant lieu à une forte réduction des surfaces semi-naturelles au sein des agrosystèmes. La promotion de cette nouvelle forme d'agriculture, axée sur la maximisation de la production alimentaire, a cependant conduit à des effets non-intentionnels (ENI) sur la biodiversité des agrosystèmes. Un déclin des populations est observé au sein de ces systèmes, notamment chez les insectes. On estime ainsi, qu'à ce jour, 40 % des espèces d'insectes sont menacées d'extinction dans les prochaines décennies et qu'une diminution de 75 % de la biomasse des insectes est déjà observable. Ces constats dressent une tendance générale alarmante qui soulève de vives inquiétudes en raison des profondes répercussions que ce déclin implique pour les sociétés humaines. En effet, les insectes jouent un rôle essentiel pour le fonctionnement des écosystèmes et la fourniture de services écosystémiques dont dépendent les systèmes agricoles. À ce jour, il existe donc un certain nombre d'études mesurant les ENI des pratiques agricoles sur la biodiversité et les implications socio-économiques. Cependant, celles-ci se concentrent majoritairement sur quelques espèces modèles et demeurent très localisées dans le temps et dans l'espace. Malgré les valeurs éthiques reconnues et des preuves scientifiques, nous ne parvenons pas à mettre en place des stratégies de suivi et de conservation systématiques des insectes à grande échelle. Cette difficulté réside dans le fait que la mise en œuvre de telles recherches reste difficile en raison du grand nombre d'échantillons nécessaires pour couvrir de vastes étendues spatio-temporelles mais aussi d'une expertise taxonomique limitée. C'est donc dans ce contexte de recherche scientifique, où il importe d'évaluer les ENI de l'ensemble des pratiques agricoles sur les communautés d'insectes (ici avec un intérêt pour les coléoptères), et ce, malgré les contraintes techniques, que s'inscrit ma thèse. L'objectif principal associé à cette thèse étant d'élucider le poids respectif des processus écologiques à large échelle et de ceux à l'échelle des paysages, des ENI agricoles, sur la composition et la diversité des communautés agricoles. Pour ce faire, la thèse est séparée en deux axes : i.S'affranchir des obstacles taxonomiques en développant une méthodologie d'identification en s'appuyant sur les technique moléculair ; ii. Caractériser les communautés de coléoptères en milieu agricole français puis identifier et quantifier les ENI impactant ces communautés, d'un point de vue spécifique et fonctionnel.

In the second half of the 20th century, agricultural practices evolved towards a more intensive system, notably involving mechanization, repeated use of plant protection products (PPPs), and a reduction in crop diversity. At the same time, landscape homogenization occurred, leading to a significant reduction in semi-natural areas within agroecosystems. The promotion of this new form of agriculture, focused on maximizing food production, has, however, led to unintended effects (UE) on the biodiversity of agroecosystems. A decline in populations has been observed within these systems, particularly among insects. It is estimated that, to date, 40% of insect species are threatened with extinction in the coming decades and that a 75% reduction in insect biomass is already observable. These findings present a generally alarming trend that raises serious concerns due to the profound repercussions this decline implies for human societies. Indeed, insects play an essential role in ecosystem functioning and the provision of ecosystem services on which agricultural systems depend. To date, there are several studies measuring the UEs of agricultural practices on biodiversity and their socio-economic implications. However, these studies mostly focus on a few model species and remain very localized in time and space. Despite recognized ethical values and scientific evidence, we have not been able to implement systematic insect monitoring and conservation strategies on a large scale. This difficulty lies in the fact that carrying out such research remains challenging due to the large number of samples needed to cover vast spatiotemporal scales and limited taxonomic expertise. It is in this scientific research context, where it is important to evaluate the UEs of all agricultural practices on insect communities (here with an interest in beetles), despite the technical constraints, that my thesis is situated. The main objective of this thesis is to elucidate the respective weight of large-scale ecological processes and those at the landscape scale, of agricultural UEs, on the composition and diversity of agricultural communities. To do this, the thesis is divided into two axes: Overcoming taxonomic obstacles by developing an identification methodology based on molecular techniques and taxonomy. Characterizing beetle communities in French agricultural environments and then identifying and quantifying the UEs impacting these communities from a specific and functional perspective.