Effet de la diversité fonctionnelle de communautés d'insectes herbivores sur la diversité et le fonctionnement d'un écosystème prairial

Effect of the functional diversity of herbivore insect communities on the diversity and the functioning of a grassland ecosystem

• Auteur / Autrice : Hélène Deraison
• Direction : Isabelle Badenhausser, Nicolas Gross
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie de l’environnement, des populations, écologie
• Date : Soutenance le 16/12/2014
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'environnement Gay Lussac (La Rochelle ; 2009-2018)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre d'études biologiques de Chizé - CEBC
• Partenaire(s) de recherche : faculte : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées (1896-....)
• Jury : Président / Présidente : Didier Bouchon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Isabelle Badenhausser, Nicolas Gross, Richard Michalet, Sébastien Ibanez
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : David Bohan, Marco Moretti, Hervé Jactel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Diversité des espèces

Relations insecte-plante

Herbivores

Écologie fonctionnelle

Écosystèmes

Mots clés libres

Expérimentation de biodiversité

Interactions plantes-Insectes herbivores

Communautés de criquets

Diversité fonctionnelle

Traits fonctionnels

Traits mandibulaires

Niche alimentaire

Biodiversity experiment

Plant insect herbivore interactions

Grasshopper communities

Functional diversity

Functional traits

Mandibular traits

Feeding niche

Résumé

La biodiversité est un paramètre déterminant du fonctionnement des écosystèmes. Un effet généralement positif de la diversité en plantes a été observé dans plusieurs études pionnières. Cependant il y a un besoin urgent de mieux comprendre le rôle de la biodiversité au sein des écosystèmes notamment en intégrant différentes composantes importantes de la diversité telles que la diversité fonctionnelle entre et au sein de niveaux trophiques contrastés.Nous avons testé l’effet de la diversité spécifique et fonctionnelle de communautés d’herbivores généralistes (criquets, Acrididea) sur le fonctionnement d’un écosystème prairial. Nous avons créé des communautés expérimentales de criquets au sein desquelles les diversités spécifique et fonctionnelle ont été manipulées de manière indépendante.Cette expérimentation a permis d’identifier les traits fonctionnels d’effet déterminant l’intensité des interactions trophiques entre les communautés de plantes et de criquets. Nous montrons également que les mécanismes contrôlant l’impact des communautés de criquets sur la biomasse végétale dépendent de leur identité et de leur diversité fonctionnelles. Ainsi une plus forte diversité des traits mandibulaires au sein d’une communauté augmente la taille des niches alimentaires et l’impact total observé sur l’écosystème. Enfin, la réponse de l’écosystème face aux herbivores dépend directement de l’intensité de la pression d’herbivorie, de la diversité fonctionnelle en plantes et des changements de composition fonctionnelle au sein des communautés végétales.Cette étude contribue au développement des approches basées sur l’utilisation des traits au sein des interactions trophiques afin de relier l’effet de la biodiversité entre et au sein de multiples niveaux trophiques sur le fonctionnement des écosystèmes.

Biodiversity is a major determinant of ecosystem functioning. Pioneer biodiversity experiments have shown a general positive relationship between plant diversity and ecosystem functioning. However there is now a growing need to integrate the functional diversity within multi-trophic levels to improve our ability to scale biodiversity changes into future ecosystem functioning.We experimentally tested how the functional identity and diversity of generalist insect herbivore communities impact the functioning of a grassland ecosystem. We experimentally and independently manipulated the functional identity and diversity of grasshopper communities.We identified grasshopper functional effect traits determining the intensity of trophic interactions between plant and grasshopper communities. We demonstrated that the mechanisms driving grasshopper community impact on plant biomass depend on their functional identity and diversity. Thus a higher functional diversity of grasshopper mandibular traits increases the size of the feeding niche within communities and the total impact on ecosystem. Finally, ecosystem response to herbivores depends directly on the intensity of herbivory pressure, plant functional diversity and on the changes of plant functional structure within plant communities.Our study contributes to the development of the trait-based approach in the study of trophic interactions to link biodiversity between and within trophic levels on ecosystem functioning.