Les parasites en tant que médiateurs des interactions biotiques dans un système lotique à des introductions d'espèces : le cas de l'infection par l'acanthocéphale Polymorphus minutus chez l'amphipode Gammarus roeseli

par Vincent Médoc

Thèse de doctorat en Ecologie

Sous la direction de Jean-Nicolas Beisel et de Jean-Claude Moreteau.

Le président du jury était Serge Morand.

Le jury était composé de Alison Dunn, Laure Giamberini, Pierre Marmonier, Marie-Jeanne Perrot-Minnot.


  • Résumé

    Les communautés biologiques contemporaines des écosystèmes soumis aux glaciations regroupent des espèces dont le passé coévolutif est parfois faible voire inexistant. Si le déplacement d’un organisme hors de son aire de répartition originelle est un processus naturel, la connectivité des hydrosystèmes à une échelle internationale augmente la fréquencedes introductions et la quantité d’organismes déplacés dans les écosystèmes lotiques.L’aptitude de l’espèce exotique à proliférer au-delà de son point d’introduction, autrement dit son potentiel invasif, va dépendre en partie des relations biotiques qu’elle entretient avec la faune en place.L’incorporation aux réseaux trophiques étant leur principal mode de transmission, les parasites peuvent modifier l’issue d’une interaction entre un prédateur et sa proie. Ainsi les parasites dont le cycle de vie implique plusieurs hôtes sont connus pour leur capacité à manipuler le comportement de leur hôte intermédiaire qui devient alors vulnérable à la prédation par l’hôte définitif. Par conséquent, dans un contexte d’invasions biologiques, le parasitisme peut conditionner le devenir des espèces en interaction dans un écosystème receveur. Gammarus roeseli est un crustacé amphipode originaire des Balkans et très bien représenté à l’Ouest de l’Europe. Compte tenu de sa relative ancienneté sur le territoire français, il est considéré comme naturalisé dans la Nied, un cours d’eau situé au Nord-est de la France. G. roeseli sert d’hôte intermédiaire à de nombreux parasites à cycle de vie complexe à l’instar de l’acanthocéphale d’oiseau Polymorphus minutus. Il s’agissait dans un premier temps de dresser le profil écologique des amphipodes infectés pour, entre autres, identifier les facteurs abiotiques et biotiques qui influencent la distribution spatiale de la population hôte. Dans un deuxièmetemps, l’objectif fut de caractériser le comportement de fuite de l’hôte intermédiaire face au gammare exotique Dikerogammarus villosus et face à l’épinoche à trois épines, un poisson natif. Ces deux prédateurs ne risquent pas l’infection avec P. minutus et représentent par conséquent une mort certaine pour le parasite s’ils ingèrent un crustacé infecté.Les investigations in natura et les tests en laboratoire montrent que l’infection avec P. minutus change les profils écologiques et comportementaux de G. roeseli. Dans la Nied, la fraction infectée de la population se cantonnait aux habitats de surface contrairement aux autres réagissaient différemment aux stimuli physiques et chimiques comparativement à leurs congénères non parasités, et par conséquent étaient significativement moins consommés par D.villosus et par l’épinoche lors d’expériences menées en microcosmes.Globalement, cette étude apporte des précisions quant au rôle sélectif des prédateurs non hôtes dans l’évolution des stratégies parasitaires, et suggère que les parasites peuvent bénéficier de l’augmentation de certains comportements anti-prédateurs, pré-existant chez l’hôte intermédiaire, pour éviter une mort certaine dans une espèce non compatible. Les implicationsdu parasitisme en termes d’exclusion compétitive dans un écosystème receveur sont également discutées

  • Titre traduit

    Parasites as mediators of biotic interactions within a lotic subjected to species introductions the case of infection by the acanthocephalan Polymorphis minutus in the amphipod Gammarus roeseli


  • Résumé

    Current biological communities of ecosystems subjected to glaciations gather species with a low, or no, coevolutionary history. If the translocation of a species from its original range to a new area is a natural process, the hydrological connectivity at the international scale increases the introduction rate and the amount of translocated species within lotic ecosystems. The ability for the exotic species to spread beyond its introduction point, in other words its invasive potential, will depend partially on the biotic interactions between this species and the local fauna.Incorporation within trophic networks being their main mode of transmission, parasites can modify the outcome of predator / prey interactions. Parasites whose life-cycle involves several species are known for their ability in manipulating the behaviour of the intermediate host, which becomes vulnerable to predation by the ultimate host. Consequently, in a biological invasion context, parasitism can influence the success of interacting species within a recipient ecosystem.Gammarus roeseli is crustacean amphipod of Balkan origin which is widespread in WesternEurope. As G. roeseli is not a recent species regarding its first record from the French territory, gammarids found in the river Nied, a stream located in North - eastern France, are expected to belong to a naturalized population. G. roeseli serves as an intermediate host for various complex lifecycle parasites including the bird acanthocephalan Polymorphus minutus. The first aim of this study was to assess the ecological profile of infected amphipods so as to identify, inter alia, the biotic andabiotic parameters that influence the spatial distribution of the host population. The second aim was to investigate the escape behaviour of the intermediate host facing the invasive gammarid Dikerogam-marus villosus, or facing the native three-spine stickleback. These two predators do notrisk infection with P. minutus and so represent a dead-end for the parasite if either D. villosus or sticklebacks eat infected crustaceans.Both in situ investigations and laboratory tests showed that infection with P. minutus affects the ecological and behavioural profiles of G. roeseli. In the river Nied, the infected fraction of the population gathered in surface habitats whereas other invertebrates were mostly benthic. Under predation risk, infected amphipods reacted differently to physical and chemical stimuli than uninfected conspecifics, and thus were significantly less preyed upon by D. villosus and sticklebacksduring microcosm experiments.Overall, this study brings new insights regarding the selective role of non-host predators in shaping the evolution of parasitic strategies, and suggests that parasites may benefit of increasing some natural anti-predatory adaptations of their intermediate hosts to avoid a dead-end within unsuitable species. Results are also discussed in terms of species replacement in a recipient ecosystem

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