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Le rôle clé de la structure du paysage dans le succès d’introduction d’une population d’insectes

L’introduction d’une population d’insectes auxiliaires ou d’un autre animal est réussie lorsque cette population s’établit durablement dans le paysage. Ce succès est très fortement lié au nombre initial d’individus introduits. L’unité de recherche ISA (Institut Sophia Agrobiotech) du centre Inra PACA a utilisé une approche de modélisation et d’expérimentations en laboratoire pour étudier l’influence du paysage sur le succès d’établissement d’une population. Bien que la taille de la population introduite reste un facteur majeur, la structure et la connectivité de l’aire d’introduction à d’autres territoires ressortent comme des facteurs déterminants de la réussite ou de l’échec de l’introduction.

Paturages suivant les courbes de niveaux. Vallée de Mandrailles (15). © Inra, VIDAL Louis
Mis à jour le 13/07/2016
Publié le 13/07/2016

Dans l’établissement d’une population, l’effectif initial est important…

L’établissement d’une population correspond au maintien durable des individus introduits à l’intérieur de l’aire d’introduction. Obtenir des prédictions fiables sur les capacités potentielles d’une population introduite à persister dans un nouvel environnement est important pour les écologues. Ces données ont effectivement des conséquences directes sur la gestion d‘espèces invasives (exemple des pucerons), en danger (exemple des abeilles) ou à interactions bénéfiques (exemple des coccinelles).

Plusieurs paramètres influencent l’établissement d’une population. Le nombre initial d’individus est le facteur le plus important. Des effectifs initiaux réduits augmentent le risque d’extinction car les petites populations sont plus vulnérables aux phénomènes aléatoires comme les variations des ressources et les changements climatiques, et à la réduction du taux de croissance en raison de la diminution du nombre d’interactions bénéfiques entre les individus (connu sous le nom d’effet Allee). Si la fécondité est inférieure à la mortalité, le taux de croissance devient rapidement insuffisant et la population est condamnée à s’éteindre.

Augmenter le nombre d’individus introduits et le nombre d’évènements d’introduction permettent donc d’accroître le succès d’établissement d’une population. Cependant, de nombreux éléments restent à découvrir sur la relation entre l’établissement d’une population et la connectivité de la zone d’introduction à d’autres structures. Les chercheurs de l’unité de recherche ISA (Institut Sophia Agrobiotech) du centre Inra PACA à Sophia Antipolis ont exploré les effets de la répartition spatiale des individus dans la zone d’introduction sur leur établissement.

… mais la structure du paysage l’est tout autant

Au sein de l’équipe Biologie des Populations Introduites (BPI) de l’unité de recherche ISA, les chercheurs ont d’abord modélisé la dynamique de populations introduites. Les prédictions issues du modèle théorique ont ensuite été testées expérimentalement en recréant en laboratoire l’introduction d’une population d’insectes dans des paysages simplifiés dits microcosmes. Le modèle étudié par les chercheurs est Trichogramma sp., un minuscule insecte parasitoïde utilisé en lutte biologique contre la pyrale du maïs. Les résultats expérimentaux obtenus en étudiant les insectes ont confirmé les premières données théoriques. Ils mettent en avant les effets importants de la connectivité du site d’introduction en rapport avec l’effectif des individus introduits sur le succès d’établissement de la population.

Une aire d’introduction correspond le plus souvent à un paysage structuré, c’est-à-dire une mosaïque de micro-habitats plus ou moins favorables à une espèce. Lorsqu’une aire d’introduction est en relation avec des aires supplémentaires, les individus introduits ont tendance à se disperser pour coloniser les autres territoires. Sur des populations introduites de petite taille, cette connectivité a un effet néfaste : les individus vont se disperser et devenir encore plus vulnérables aux phénomènes affectant leur établissement. En revanche, sur des populations de plus grand effectif ou sur des petites populations stabilisées, la connectivité a un effet bénéfique. En permettant aux individus de coloniser d’autres territoires, elle favorise la création d’une métapopulation, c’est-à-dire un ensemble de populations dont les individus sont répartis sur plusieurs régions géographiques ce qui dilue les risques d’une extinction globale. En quelque sorte, cela permet de ne pas « mettre tous ses œufs dans le même panier ».

Ces précisions sur l’influence critique du paysage sur la dynamique d’une population soulignent également l’importance du modèle d’expansion de la population. Les populations sujettes aux effets Allee, ou dont la dispersion est limitée, suivent en général une dynamique d’expansion dite poussée. La propagation de la population n’est possible que si la population initiale contient un nombre élevé d’individus. Dans ces conditions, si les habitats explorés ne sont pas favorables, les individus peuvent entrer en compétition pour l’accès aux ressources. Etudier la nature du paysage d’introduction et sa connectivité à d’autres aires spatiales devient alors un point crucial pour anticiper les besoins et prévoir les difficultés des individus introduits. Les applications de ces travaux concernent notamment le déploiement des méthodes de biocontrôle.

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Référence

Morel-Journel T, Girod P, Mailleret L, Auguste A, Blin A, Vercken E. “The highs and lows of dispersal: how connectivity and initial population size jointly shape establishment dynamics in discrete landscapes.” Oikos. DOI: 10.1111/oik.02718