Mimétisme müllérien et déclin de pollinisateurs

Müllerian Mimicry and pollinators decline

• Auteur / Autrice : Paul Chatelain
• Direction : Isabelle Dajoz, Claire Villemant, Adrien Perrard, Marianne Elias
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'évolution
• Date : Soutenance le 15/09/2023
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme - Évolution et écologie (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut d’écologie et des sciences de l’environnement de Paris (1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Nathalie Machon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Doris Gomez, Carlos Lopez Vaamonde
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Denis Michez, Benoît Geslin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Évolution (biologie)

Animaux -- Populations

Phylogénie

Hyménoptères

Mimétisme

Insectes pollinisateurs

Mots clés libres

Mimétisme Müllérien

Hyménoptères

Écologie des communautés

Cercles mimétiques

Aposématisme

Co-extinctions

Müllerian mimicry

Wasps

Community ecology

Mimicry rings

Aposematism

Co-extinctions

Résumé

La plupart des espèces de guêpes et d’abeilles (Aculeata) ont des motifs colorés et des couleurs marquées. Ces colorations sont souvent interprétées comme un signal dit aposématique, traduisant leur moyen de défense qu’est l’aiguillon venimeux. Sous la pression de sélection des prédateurs, les individus d’espèces nocives peuvent converger pour un signal, qui bénéficie à chacun de ces individus formant un cercle mimétique dit Müllérien (interactions mutualistes indirectes). En modifiant les probabilités d’extinctions locales, les changements globaux peuvent modifier les abondances des espèces et la composition des communautés de pollinisateurs, selon leur cercle mimétique. Par conséquent on s’attend à ce que les espèces mimétiques actuelles dominantes soient mieux protégées de la prédation et se maintiennent mieux au cours du temps. Le but de cette thèse est de tester si la présence de cercles mimétiques permet d’expliquer des différences de déclin observées entre les espèces d’une communauté de pollinisateurs dans le sud de la Corse (France), échantillonnée à deux reprises à un siècle d’intervalle. Dans le premier chapitre nous faisons un état de l’art des recherches sur le mimétisme chez les aculéates tout en identifiant des directions pour la recherche à venir. Dans le second chapitre nous quantifions la ressemblance entre espèces d’une communauté entière dans le sud de la Corse pour identifier des cercles mimétiques. Une phylogénie de la communauté est reconstruite afin de tester une ressemblance due à une ascendance commune. Nous démontrons une ressemblance adaptative en espèces en sympatrie dans la communauté et que de nombreuses espèces convergent pour différents phénotypes. Dans le troisième chapitre nous nous demandons si ces interactions mutualistes peuvent augmenter la persistance des espèces (les espèces des cercles numériquement bien protégés survivent mieux au cours du temps). Dans un premier temps nous utilisons un modèle mathématique pour estimer la dynamique de population au sein de la communauté mimétique, en testant l’effet de paramètres d’intérêt sur les risques d’extinctions. Ensuite nous testons notre hypothèse sur les données empiriques de la communauté. Bien que l’on observe théoriquement et empiriquement une tendance qui confirme nos prédictions, les résultats ne sont pas concluants et nous proposons des perspectives pour élucider ce lien potentiel entre déclin de pollinisateurs et interactions mimétiques.

Many bees and stinging wasps (Aculeata) exhibit striking color patterns or conspicuous coloration. These colorations are often interpreted as an aposematic signal advertising aculeate defenses: the venomous sting. Under predators’ selective pressure, signals may convergence among unpalatable species, and benefits to all individuals forming the Müllerian mimicry rings (i.e. indirect mutualistic interactions). By modifying the probabilities of local extinctions, global changes can modify species abundances and composition of pollinators’ communities, depending on their mimicry ring. Therefore, we would expect that actual dominant mimetic species are better protected from predation and might better maintain through time. The aim of this thesis is to test if mimicry rings occurrences can explain differences in decline between species in a pollinators’ community from South Corsica (France), sampled twice in a century span. In the first chapter we establish a state of the art of research on mimicry in bees and stinging wasps, and identify directions for future research. In the second chapter we quantify mimetic resemblance among an entire aculeate community from South Corsica to establish its mimicry rings. A community phylogeny was reconstructed to attest similarities not due to common ancestry. We demonstrate adaptive resemblance between co-occurring species in the community and that multiple species converge toward several phenotypes. In the third chapter we test if mutualistic interactions may enhance species persistence (i.e. species from numerically well protected rings tend to better survive through time). We first used a mathematical model to estimate population dynamics within the mimetic community testing the effect of parameters of interest on the extinction risks. Then, we confronted our hypothesis with empirical data based on mimicry rings from the Corsican community. Though we observe both theoretically and empirically a tendency that confirms our predictions, statistics are not conclusive and we propose some perspectives to elucidate the potential interplay between pollinators decline and mimetic interactions.