Déterminants de l'herbivorie des insectes chez le chêne pédonculé (Quercus robur) de l'échelle de l'arbre à l'échelle biogéographique

Abstract

L'herbivorie par les insectes est un processus écologique important qui affecte la dynamique des populations de plantes, les communautés et les écosystèmes. La distribution et l'abondance des insectes herbivores et l'activité qui en résulte sont façonnées par une multitude de facteurs, intrinsèques ou extrinsèques à la plante hôte, qui agissent à différentes échelles spatiales et souvent de concert. Une classification largement utilisée fait la distinction entre les forces ascendantes, telles que l'activité des herbivores est influencée par la distribution et la qualité des ressources (incluant les défenses), et les forces descendantes, telles que l'activité des herbivores est limitée par le contrôle exercé par les ennemis des herbivores (prédateurs, parasitoïdes). Les forces ascendantes et descendantes sont toutes deux impliquées dans les cascades trophiques qui accompagnent inévitablement les interactions plantes-herbivores dans les populations naturelles de plantes, mais leur importance relative peut varier considérablement selon le contexte particulier local, et les mécanismes biologiques sous-jacents restent mal compris.J'ai étudié les facteurs écologiques qui façonnent les relations entre le chêne pédonculé (Quercus robur) et ses insectes herbivores à différentes échelles spatiales. En particulier, j'ai examiné les effets du contexte du paysage, de l’apparentement entre les arbres et du climat sur l'activité des herbivores. Un des principaux objectifs de ma thèse était d'évaluer l'importance relative des forces ascendantes et descendantes dans la structuration des relations chêne-herbivores.La thèse est structurée en trois chapitres principaux correspondant à des manuscrits indépendants qui publiés (chapitre 1), en cours de révision (chapitre 2), ou en préparation (chapitre 3) au moment de la soumission du document de thèse. Dans le chapitre 1, j'ai étudié la relation entre l'herbivorie et la communauté et l'activité des oiseaux insectivores dans les chênaies qui diffèrent en taille et en connectivité. J'ai constaté que l'herbivorie, la prédation des oiseaux et les communautés d'oiseaux étaient influencées par les caractéristiques du paysage, mais que ni la prédation sur les herbivores ni les communautés d'oiseaux n'avaient d'effet significatif sur l'herbivorie. Dans le chapitre 2, j'ai étudié la relation entre le génotype du chêne, les défenses chimiques des feuilles et l'herbivorie dans les mêmes peuplements. J'ai constaté que l'herbivorie des insectes et les défenses chimiques étaient non seulement influencées par les caractéristiques du paysage, mais aussi par le génotype de l'arbre, et que l'herbivorie des insectes diminuait avec la concentration des défenses foliaires. Enfin, au chapitre 3, j'ai étudié l'effet de la variabilité climatique à grande échelle sur les interactions entre les plantes, l'herbivorie et la prédation des oiseaux dans les chênes selon un gradient latitudinal. J'ai découvert que les facteurs climatiques influençaient l'herbivorie des insectes ainsi que les caractéristiques nutritionnelles des feuilles, alors qu'ils n'influençaient pas les défenses foliaires et la prédation des oiseaux. De plus, l'herbivorie des insectes n'était influencée que par des forces ascendantes dont l’importance variait selon les guildes d’insectes.Dans l'ensemble, ces résultats aident à améliorer notre compréhension des différentes forces écologiques qui façonnent l'herbivorie par les insectes et de leur variabilité dans les populations naturelles d'arbres. Les études futures sur les interactions plantes-herbivores-prédateurs devraient tenir compte du fait que celles-ci sont influencées simultanément par le génotype de la plante hôte, les caractéristiques du paysage et le climat. Enfin, la thèse illustre également la valeur des approches de science citoyenne qui peuvent combiner la recherche scientifique avec une éducation scientifique et à l’environnement bien nécessaires.