Impact de l`expansion avec le changement climatique

Sujet de thèse 01/10/ 2008- 01/10/ 2011
INRA- UR0633- Zoologie Forestière Orléans
Impact de l’expansion avec le changement climatique d’un insecte forestier phytophage
sur la biodiversité entomologique dans lez zones néo-colonisées
De nombreuses espèces vivantes, en particulier d’insectes, répondent au changement climatique par une
modification de leur aire de distribution, pouvant se traduire selon les cas par une expansion ou une
rétraction de celle-ci. Si de telles modifications sont relativement bien documentées, la connaissance des
paramètres physiologiques les sous-tendant comme celle des éventuels phénomènes de différenciation des
populations dans les zones d’expansion reste limitée. Très peu d’études ont également abordé les effets de
l’arrivée de telles espèces sur la biodiversité à tous les niveaux dans les zones nouvellement colonisées. Un
insecte phytophage d’intérêt à la fois forestier et sanitaire (de par ses propriétés urticantes), la
processionnaire du pin, constitue un bon modèle pour aborder ces questions. Les contraintes thermiques de
développement et de survie ont, en effet, été précisées chez cet insecte à développement larvaire hivernal,
et un lien causal établi entre le réchauffement climatique levant ces contraintes thermiques et la progression
de l’insecte vers le nord et en altitude. L’expansion moyenne en altitude a ainsi été estimée à 49.7 m /
décade depuis les années 1970 dans les Alpes. Dans ce massif, la processionnaire du pin, à l'origine un
insecte méditerranéen, commence à pénétrer dans de nouvelles zones bioclimatiques à très forte richesse
faunistique endémique incluant des espèces protégées comme le papillon Isabelle, Graellsia isabellae.
La thèse visera donc à préciser la nature et l’intensité de l’impact possible de l'expansion de la
processionnaire du pin sur la biodiversité entomologique dans les Alpes du Sud en considérant d'une part la
compétition directe et indirecte avec la guilde phytophage autochtone pour la niche écologique « pin » et
d'autre part les effets en cascade sur la guilde des ennemis naturels. L’impact sera apprécié aux niveaux
guilde, espèce et population, et en intégrant les conséquences de la présence de la processionnaire sur la
physiologie de l’arbre. En collaboration avec les chercheurs de l’URZF travaillant sur la génétique de ces
populations, le doctorant portera en particulier attention à la diminution éventuelle de l'inter- connectivité des
populations isolées de Graellsia et d’autres phytophages espèces-clés (à définir) pouvant affecter la
pérennité de leurs populations dans les zones nouvellement colonisées. Il cherchera aussi à vérifier la
décroissance attendue (quantitative et qualitative) du niveau de parasitisme des zones endémiques vers les
zones d’expansion, en appréciant le degré de différenciation génétique des populations de parasitoïdes
oophages entre ces zones. Un des résultats finaux escomptés est la définition de zones à risque pour la
biodiversité en fonction de différents scenarii de réchauffement climatique.
Le travail devra combiner une approche descriptive et expérimentale, et mêler l’utilisation de méthodes en
entomologie et écologie, en biologie moléculaire et en modélisation. Les expériences viseront en particulier
à découpler l’appréciation de l’effet propre de la processionnaire en expansion de celui du changement
climatique lui-même sur les populations d’insectes des zones situées juste au-delà des fronts actuels. Elles
combineront donc des dispositifs in situ dans le Briançonnais et le Queyras avec translocation contrôlée de
colonies de processionnaires au-delà du front (combinaison processionnaire - changement climatique) avec
des dispositifs ex situ (impact processionnaire seule) en pépinière clonale à l’URZF Orléans où
Processionnaire et Graellsia/ espèces-clés seront élevées en situation de compétition ou non.
Le lieu d’affectation sera l’URZF Orléans, avec une forte activité de terrain dans les Alpes du sud, où le
doctorant sera hébergé dans le laboratoire de terrain INRA de l’Argentière La Bessée (05), impliquant de
fortes capacités d’autonomie dans le travail. Cette étude se déroulera dans le cadre du projet
interdisciplinaire ANR 2008- 2011 intitulé « URTICLIM- Anticipation des effets du changement climatique sur
l’impact écologique et sanitaire d’insectes forestiers urticants », qui associe des chercheurs de toutes les
disciplines concernées par l’expansion de la processionnaire (12 équipes en entomologie, écologie,
génétique, modélisation mathématique, épidémiologie vétérinaire et médicale, immunologie et
dermatologie). Le doctorant bénéficiera donc de cet appui pour développer ses travaux. Il bénéficiera aussi
de l’environnement de l’URZF, où un groupe de chercheurs travaille sur la génétique de Graellsia et celle
des parasitoïdes de processionnaires, et de l’appui de plusieurs techniciens de terrain spécialisés sur ces
insectes.
- Financement de la thèse pour 36 mois par le projet ANR « URTICLIM » (100%).
- Thèse co-encadrée par Alain Roques, DR1 INRA Orléans et Hervé Jactel, DR2 INRA Bordeaux.