Evolution de la mobilité ches les papillons : contraintes et adaptations

par Simon Ducatez

Thèse de doctorat en Sciences de la nature et de l'homme. Écologie

Sous la direction de Michel Baguette et de Hélène Fréville.

Le président du jury était Robert Barbault.

Le jury était composé de Jean Clobert, Blandine Doligez, Anne Charmantier.

Les rapporteurs étaient Dries Bonte, Christer Wiklund.


  • Résumé

    Les espèces font face à des changements environnementaux sans précédent dus à l’activité anthropique. Disperser et partir à la recherche d’habitats disponibles est un des moyens leur permettant de subsister face à de tels changements. Dans ce contexte, étudier et comprendre l’évolution de la dispersion est devenu un défi majeur pour les biologistes. De nombreuses études ont révélé que la dispersion est condition-dépendante, c'est-à-dire que les organismes décident de disperser en fonction des conditions extérieures (qualité de l’habitat, compétition intra- et inter-spécifique…). La dispersion phénotype-dépendante décrit le fait que les individus dispersants et résidents présentent des différences phénotypiques, mais l’importance de telles variations sur l’évolution de la dispersion et la dynamique des populations reste peu connue. En travaillant sur différentes espèces de papillons en conditions contrôlées, nous avons caractérisé les variations phénotypiques inter-individuelles sur un ensemble de traits de mobilité liés à la dispersion afin d’étudier le rôle des facteurs environnementaux, parentaux et génétiques dans la différenciation observée. Nous avons d’abord montré que la mobilité est variable entre individus chez la piéride du chou. De plus, la mobilité augmente avec la latitude, et la connectivité de l’habitat a un effet différent selon le sexe : chez les mâles, la mobilité diminue avec la connectivité de l’habitat, alors que l’inverse est vrai chez les femelles. Ensuite, nous avons montré qu’il existe un syndrome de mobilité associant des traits morphologiques, physiologiques et comportementaux, et que ce syndrome est similaire chez cinq espèces de papillons (bien que certaines relations entre traits soient différentes chez la piéride du chou). Nous avons également montré que la mobilité des larves et la mobilité des adultes étaient corrélées négativement chez la piéride du chou. Enfin, une expérience de sélection artificielle des individus sur la base de leur mobilité nous a permis de montrer l’importance des effets parentaux dans l’évolution de la dispersion, et de mettre en évidence une héritabilité élevée de notre mesure de mobilité (0. 37). Ce travail a montré comment l’inter-dépendence entre traits, la flexibilité comportementale et les effets parentaux, négligés par la synthèse moderne, peuvent affecter l’évolution de la dispersion.

  • Titre traduit

    = Evolution of mobility in butterflies : constraints and adaptations


  • Résumé

    Species currently face unprecedented changes in their environment, mainly as an effect of anthropogenic activities. Dispersal is a way to track suitable conditions and thus for organisms to cope with environmental change. Studying the evolution of dispersal is thus a major challenge for biologists. Numerous studies revealed that dispersal is condition-dependent, e. G. That organisms decide to disperse according to the external conditions (habitat quality, intra- and inter-specific competition…). Phenotype-dependent dispersal describes the fact that dispersers and residents are phenotypically differentiated, but the importance of such variations on the evolution of dispersal and population dynamics remains poorly known. Using different species of Lepidoptera as model species, we characterized inter-individual variations in mobility-related traits in the laboratory to assess the role of environmental factors, parental effects, and inherited genetic factors in such phenotypic variation. We used different measures of mobility as potential proxys of dispersal capacity. We first found that mobility indeed varied among individuals in the large white butterfly Pieris brassicae. Moreover, mobility increased with latitude, whereas habitat connectivity had a sex-dependent effect: mobility in males decreased with increasing habitat connectivity, while the opposite was found in females. We then showed that mobility involved a syndrome associating behavioral, physiological and morphological traits, and that such a syndrome was similar in five butterfly species (note however that some correlations between traits differ in the large white butterfly). We also found that larval mobility and adult mobility were negatively correlated in Pieris brassicae, and that variations in behavioral flexibility were part of the mobility syndrome. Finally, using an experiment of artificial selection on individual mobility, we showed that additive transgenerational effects might strongly affect the evolution of dispersal, and that our measure of mobility was heritable (h² = 0. 37). Overall, this work has highlighted how traits’ inter-dependency, behavioral flexibility or parental effects, which were largely ignored in the modern evolutionary synthesis, might affect the evolution of dispersal in a changing world.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (271 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 251-265

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  • Bibliothèque : Muséum national d'histoire naturelle. Bibliothèque centrale.
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  • Cote : TH 2011 -- 20
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