La pertinence des réseaux écologiques pour la conservation de la biodiversité et des services écosystémiques face aux changements environnementaux

Accounting for food webs to conserve biodiversity and nature's contributions to people in the context of global changes

• Auteur / Autrice : Louise O'connor
• Direction : Wilfried Thuiller, Laura Pollock
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biodiversité écologie environnement
• Date : Soutenance le 14/12/2022
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie et science du vivant (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'écologie alpine (Grenoble)
• Jury : Président / Présidente : François Pompanon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Miguel Araujo
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Elisa Thébault, Piero Visconti

Mots clés

Mots clés contrôlés

Érosion

Biodiversité

Chaînes alimentaires

Changement global de l'environnement

Mots clés libres

Changements globaux

Réseaux trophiques

Conservation

Global change

Food webs

Biodiversity conservation

Résumé

L'érosion de la biodiversité est l'un des principaux défis auxquels l'humanité doit faire face. En raison des changements environnementaux induits par l'homme, tels que le changement climatique ou l'intensification de l'agriculture, les aires de répartition géographique de certaines espèces se déplacent, tandis que d'autres espèces s'adaptent aux nouvelles conditions ou disparaissent. L'érosion de la biodiversité risque de provoquer une profonde réorganisation du monde vivant, car les espèces sont reliées entre elles par leurs interactions (par exemple entre prédateurs et espèces-proies), et elles sont liées à de nombreux services écosystémiques. Il est urgent de mieux comprendre comment les perturbations d'origine humaine affectent la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes, et de désigner de nouvelles zones protégées. La prise en compte à la fois des interactions entre espèces et des scénarios de changements environnementaux futurs peut contribuer à éviter le déclin de nombreuses espèces et des services écosystémiques associés. Cependant, les interactions entre espèces ne sont généralement pas prises en compte dans les scénarios de biodiversité à grande échelle ou dans la planification systématique de la conservation. Par conséquent, les scénarios de biodiversité et les priorités de conservation existants pourraient être inadéquats. La prise en compte des interactions entre espèces a été entravée à la fois par l'absence d'ensembles de données à grande échelle sur les interactions entre espèces et par un manque de compréhension de la manière dont les espèces s'assemblent dans des réseaux trophiques. Heureusement, des jeux de données sur les interactions entre espèces sont récemment devenus disponibles et permettent désormais de relever ces défis. Étant donné que les changements globaux devraient s'intensifier et que les politiques internationales de conservation appellent à une amélioration rapide de la protection des espèces et des services écosystémiques, il est opportun de combler ces lacunes.Ma thèse vise à utiliser les réseaux trophiques afin de mieux comprendre les menaces actuelles et futures qui pèsent sur la biodiversité, et d'identifier des zones prioritaires plus pertinentes pour la conservation de la biodiversité. Ma thèse est structurée en trois parties. Premièrement, je caractérise la structure des réseaux alimentaires à travers l'Europe, et leur contribution aux services écosystémiques. Deuxièmement, j'étudie comment les interactions peuvent améliorer notre compréhension de l'impact des activités humaines sur la biodiversité et les services écosystémiques. Troisièmement, j'explore des solutions pour améliorer la conservation des espèces et des services écosystémiques en a) étudiant le chevauchement entre les zones prioritaires pour les espèces et les services écosystémiques, et b) en proposant et en appliquant un cadre pour utiliser les données des réseaux alimentaires dans la planification systématique de la conservation. Mon travail est focalisé sur les vertébrés terrestres européens, dont je combine des bases de données sur leurs interactions trophiques, leurs traits écologiques, leurs aires de répartition géographique et leurs habitats favorables. Ma thèse pose les premiers jalons pour informer l'objectif de l'Union européenne de protéger 30 % des zones terrestres et maritimes dans le sillage du cadre mondial de la biodiversité post-2020 de la Convention sur la diversité biologique. En combinant l'étude des réseaux écologiques avec la biogéographie et la biologie de la conservation, mon travail offre de nouvelles perspectives pour comprendre comment la biodiversité réagit aux pressions anthropiques et ce que nous pouvons faire pour préserver la vie sur Terre.

The erosion of biodiversity is one of the major challenges facing humanity. Due to human-induced environmental changes, such as climate change or agricultural intensification, the geographical ranges of some species are shifting, while other species are adapting to the new conditions or disappearing. The erosion of biodiversity risks causing a profound reorganisation of the living world, as species are connected through their interactions (e.g. between predators and prey species), and they underpin many nature’s contributions to people (NCP). There is a pressing need to better understand how human-induced disturbances affect biodiversity and ecosystem functioning, and to designate new protected areas to avoid further biodiversity losses. Taking into account both species interactions and future environmental change scenarios may help avoid the decline of many species and associated NCP. However, species interactions are typically not considered in large-scale biodiversity scenarios or in systematic conservation planning. Consequently, existing biodiversity scenarios and conservation priorities might be inadequate. Accounting for species interactions has been hampered both by the unavailability of large scale datasets on species interactions, and a poor understanding of the way species assemble in multitrophic, interacting communities across space. Fortunately, large scale datasets on species interactions have recently become available and now make it possible to address these challenges. Given that global changes are projected to intensify, and international conservation policies call for rapidly improving the protection of species and NCP, it is timely to address these gaps.My thesis aims to harness food web data to better understand current and future threats to biodiversity, and to identify more relevant priority areas for the conservation of biodiversity. My PhD is structured in three parts. First, I characterise the structure of food webs across Europe, and their contribution to species-based NCP. Second, I investigate how interactions can improve our understanding of the impact of human activities on biodiversity and nature’s contributions to people. Third, I explore solutions to improve the conservation of species and NCP by a) investigating the overlap between priority areas for species and NCP, and b) proposing and applying a framework to use food web data in systematic conservation planning. I focus on all the terrestrial vertebrates known to occur in Europe. I combine databases on their trophic interactions, ecological traits, geographical ranges, and habitat requirements. My PhD has some revelance for the European Union’s objective to protect 30% of land and sea areas in the wake of the Convention on Biological Diversity’s post-2020 global biodiversity framework. By combining food web ecology with biogeography and conservation biology, my work offers new perspectives on our understanding of how biodiversity is responding to anthropogenic pressures, and what we can do to conserve life on Earth.