Dynamique d’un système hôte-parasitoïde en environnement spatialement hétérogène et lutte biologique : application au puceron Aphis gossypii et au parasitoïde Lysiphlebus testaceipes en serre de melons

par Christelle Lopes

Thèse de doctorat en Ecologie des populations et communautés

Sous la direction de Roger Arditi.

Soutenue en 2007

à Paris, AgroParisTech .


  • Résumé

    Tous les écosystèmes naturels sont indéniablement structurés spatialement et l’hétérogénéité induite affecte divers processus des systèmes écologiques. Dans certains cas, l’influence de l’hétérogénéité spatiale sur les dynamiques de populations reste à préciser. Cette thèse contribue à mieux comprendre, de manière théorique, les effets d’une telle hétérogénéité sur les interactions hôte-parasitoïde. Pour cela, trois approches spatialisées ont été développées et adaptées au puceron ravageur Aphis gossypii et à un de ses parasitoïdes Lysiphlebus testaceipes en serre de melons. L’importance de la structure spatiale a été testée en comparant un modèle non spatialisé à un modèle spatialement explicite. Nos résultats ont montré que considérer l’espace est essentiel pour décrire la distribution hétérogène des populations observée sur le terrain. La manière de considérer la structure spatiale a été testée en comparant le modèle spatialement explicite à une nouvelle approche, implicite, qui décrit le niveau d’infestation des plants par une variable continue correspondant au nombre de plants ayant une certaine densité en ravageurs à un instant donné. Alors que le modèle explicite nécessite autant d’équations qu’il y a de plants dans la serre pour décrire les pucerons sains, notre nouvelle approche utilise seulement une équation aux dérivées partielles. La comparaison entre les deux modèles spatialisés a montré que : (i) les dynamiques hôte-parasitoïde prédites sont similaires dans la plupart des cas ; (ii) les différences observées sont dues à la dispersion locale (considérée seulement dans le modèle explicite), car elle peut avoir un impact important sur les dynamiques de population, mais sans changer les conclusions concernant la protection de la culture. La nouvelle approche implicite a donc généré des prédictions réalistes avec un formalisme plus synthétique que le modèle commun plant par plant. Le modèle implicite a donc été utilisé pour tester différentes stratégies de lutte biologique. Nous avons montré que : (i) les lâchers préventifs sont moins efficaces que les lâchers curatifs, à condition que la détection de l’infestation ne soit pas trop coûteuse ; (ii) les stratégies à lâchers multiples sont toujours plus avantageuses que les stratégies à lâcher unique. Nous montrons que l’efficacité d’une stratégie de lutte biologique dépend de la réponse fonctionnelle des parasitoïdes, de la distribution initiale DES ravageurs (qui détermine le processus d’infestation), et des coûts affectés à chaque type de stratégies.

  • Titre traduit

    Dynamics of a host-parasitoid system in a spatially heterogeneous envoronment and biological control : application to the aphid Aphis gossypii and the parasitoid Lysiphlebus testaceipes in a melon greenhouse@


  • Résumé

    Natural ecosystems are unavoidably spatially structured and the induced heterogeneity affects various processes of ecological systems. In many cases, the influence of spatial heterogeneity on population dynamics remains unclear. This thesis contributes to a better theoretical understanding of the effects of such heterogeneity on host-parasitoid interactions. In this way, three spatial approaches were developed and adapted to the aphid pest Aphis gossypii and one of its parasitoids Lysiphlebus testaceipes in a melon greenhouse. The importance of spatial structure was tested by comparing a non-spatial model with a spatially explicit model (a lattice one). Our results showed that considering space is essential to describe the spatial heterogeneous distribution of populations Observed in the field. The way in which space should be considered was tested by comparing the spatially explicit model with a new implicit approach, which describes the level of plant infestation by a continuous variable corresponding to the number of plants with a given density of pests at a given time. When the explicit model needs as many equations as plants in the greenshouse, our novel approach has only a partial differential equation. We could infer from the comparisons between the two spatial models that the predicted host-parasitoid dynamics were similar under most conditions; and the differences were due to local dispersal (considered only in the explicit model), because it could have a strong impact on population dynamics but did not change the conclusions for crop protection. The new implicit model thus generated relevant predictions with a more synthetic formalism than the common plant-by-plant model. This implicit model was used to test biological control strategies. We showed that (i) preventive releases are less efficient than curative ones, if the cost of infestation detection is not too high; (ii) strategies with several releases are always better than single releases strategies. As a conclusion, we demonstrated that the effectiveness of a biological control depends on the functional response of the parasitoids, the initial distribution of pests (that determines the infestation process) and the costs affected to each type of strategies.

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  • Détails : 1 vol. (321 p.)
  • Annexes : Bibliographie 351 réf.

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