Invasive success of two alien insects at the Kerguelen Islands : role of morphological and ecophysiological adjustments to the novel environmental conditions

• Auteur / Autrice : Mathieu Laparie
• Direction : David Renault, Yves Frenot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Vie-Agro-Santé (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université européenne de Bretagne (2007-2016)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plasticité phénotypique

Insectes -- Écologie

Kerguelen, Îles (Terres australes et antarctiques françaises)

Invasions biologiques

Résumé

Le succès des espèces invasives dépend de l'adéquation entre leurs traits d'histoire de vie et les caractéristiques environnementales (biotiques et abiotiques) de leurs nouveaux habitats. Le succès invasif d'une espèce peut donc reposer sur sa pré-adaptation, être déclenché par la levée de certaines pressions sélectives, les perturbations, ou encore la réponse rapide de l'organisme aux nouvelles contraintes sélectives. La plasticité phénotypique et les processus évolutifs sont ainsi des paramètres essentiels dans les invasions biologiques, en faisant des situations privilégiées pour observer les processus écologiques et évolutifs en temps réel. Nous nous sommes intéressés aux réponses morphologiques et écophysiologiques exprimées dans le temps et l'espace au cours de l'invasion des Îles Kerguelen (archipel subantarctique) par le carabique prédateur Merizodus soledadinus et la mouche saprophage Calliphora vicina, dont les stratégies de vie sont contrastées. Nous montrons la différenciation morphométrique de populations de M.  soledadinus en fonction de leur temps de résidence, ainsi que les changements rapides de la morphologie de l'aile de C. Vicina dans ces îles où l'inaptitude au vol est la règle. Une attention particulière est accordée au rôle de la plasticité phénotypique de M. Soledadinus dans la colonisation de nouveaux habitats (plasticité physiologique à la salinité) et dans son maintien durable malgré l'impact qu'il exerce sur la disponibilité des proies (plasticité trophique). Ces ajustements à plus ou moins long terme sont des éléments déterminants du succès invasif de ces deux insectes à mesure qu'ils progressent et rencontrent de nouveaux régimes de sélection.

The success of invasive species depends on the adequacy between their life history traits and the environmental characteristics (biotic and abiotic) of their new habitats. The invasive success may then rely on pre-adaptation, be triggered by the release of some selection pressures, perturbations, or quick responses of the organism to the new selection pressures. Phenotypic plasticity and evolutionary processes are then prime components in biological invasions, so that invasive species can be considered as key models for monitoring ecological and evolutionary processes in real time. We thus investigated morphological and ecophysiological responses produced in time and space during the invasion of the sub-Antarctic Kerguelen Islands by the predatory ground beetle Merizodus soledadinus and the saprophagous blowfly Calliphora vicina, which possess contrasted life strategies. We show morphological differentiation among populations of M. soledadinus depending on their residence time, as well as rapid changes of the C. Vicina's wing morphology in these islands where flightlessness is the rule. The invasion of M. soledadinus was studied with special emphasis on the role played by phenotypic plasticity in colonizing habitats that differ from native ones (physiological plasticity to salinity) and maintaining durable populations despite the negative feedback of this predator on the availability of its own prey (trophic plasticity). As they spread and encounter novel selection regimes, these adjustments at different timescales are of paramount importance in the invasive success of both these insect species.