Ecology of Millipedes in the Context of Global Change

Réponses des espèces animales
aux changements climatiques
Johanne Nahmani
Centre d’Ecologie Fonctionnelle & Evolutive
CNRS, Montpellier
Plan du cours
1. Introduction - Généralités
2. Réponses comportementales et spatiales
3. Réponses physiologiques & phénologiques
4. Effets du réchauffement climatique sur les caractères
démographiques
5. Conséquences sur le processus de décomposition
Introduction - Généralités
Intergouvernemental Panel on Climate Change Reports
• Concentration en CO2 atmosphérique accrue
• Changements climatiques
– hausse des températures : +1.8 à +4.0°C
Introduction - Généralités
Intergouvernemental Panel on Climate Change Reports
• Concentration en CO2 atmosphérique accrue
• Changements climatiques
– hausse des températures : +1.8 à +4.0°C
– modification des précipitations
Latitudes élevées
Hémisphère nord
et zones
Intertropicales
Episodes extrêmes
plus fréquents
Latitudes élevées
Introduction - Généralités
Intergouvernemental Panel on Climate Change Reports
• Concentration en CO2 atmosphérique accrue
• Changements climatiques
– hausse des températures : +1.8 à +4.0°C
– modification des précipitations
• Modification de la végétation
Introduction - Généralités
Intergouvernemental Panel on Climate Change Reports
Nombre d’espèces exotiques
Nombre de jours de gel
Modification de la végétation (ex Suisse) :
Shift des espèces endogènes remplacées par des espèces exotiques
Introduction - Généralités
Intergouvernemental Panel on Climate Change Reports
• Concentration en CO2 atmosphérique accrue
• Changements climatiques
– hausse des températures : +1.8 à +4.0°C
– modification des précipitations
• Modification de la végétation
• Changements d’utilisation des terres
Introduction - Généralités
Intergouvernemental Panel on Climate Change Reports
Les changements d’utilisation des terres (déforestation, abandon des
cultures et du pâturage, drainage...) modifient l’habitat des animaux
Slash-and-burn
Fermeture du paysage
Introduction - Généralités
Intergouvernemental Panel on Climate Change Reports
• Concentration en CO2 atmosphérique accrue
• Changements climatiques
– hausse des températures : +1.8 à +4.0°C
– modification des précipitations
• Modification de la végétation
• Changements d’utilisation des terres
Tous ces changements sont susceptibles d’affecter les espèces animales
Les espèces spécialisées sur l’habitat sont les plus affectées
Introduction - Généralités
Réponses des espèces animales aux changements climatiques
Méthode d’études
Deux approches possibles :
– suivi des populations à long terme dans la nature ; détection des
tendances ; recherche de corrélations avec des variables
climatiques
– étude expérimentale des effets de certains facteurs pour prédire
les réponses des animaux dans la nature
Chaque approche a ses avantages et ses inconvénients
Introduction - Généralités
Réponses des espèces animales aux changements climatiques
1- Réponses comportementales
2- Réponses physiologiques
3- Réponses adaptatives ou extinction :
- Modifications brutales : sélection différentielle des individus et
survie des mieux adaptés
- Si les modifications de l’environnement dépassent les
capacités d’adaptation : extinction des populations
Les trois types de réponses correspondent à des changements
environnementaux de plus en plus sévères
Introduction - Généralités
Réponses des espèces animales aux changements climatiques
CT : Critical Thermal
Mort
CTmax
Zone de stress
Zone optimale
Zone de stress
CTmin
Mort
Plan du cours
1. Introduction - Généralités
2. Réponses comportementales et spatiales
3. Réponses physiologiques & phénologiques
4. Effets du réchauffement climatique sur les caractères
démographiques
5. Conséquences sur le processus de décomposition
1- Réponses comportementales et spatiales
Face à une diminution de l’humidité et/ou à l’augmentation des températures :
• Enfouissement
– la litière: protège des effets directs/conserve l’humidité
– le sol: amplitude thermique réduite
– le sol: décalage des maxima et des minima
1- Réponses comportementales et spatiales
Enfouissement
Perreault et al., 2006
 Burrow length increased with increasing temperature
1- Réponses comportementales et spatiales
Enfouissement
Perreault et al., 2006
 Burrow length increased with increasing temperature
 Burrowing in wetter soil (-5 kPa) < in drier soil (-11 kPa)
1- Réponses comportementales et spatiales
Enfouissement
Perreault et al., 2006
 Burrow depth increased with increasing temperature
1- Réponses comportementales et spatiales
Face à une diminution de l’humidité et/ou à l’augmentation des températures :
• Enfouissement
• Changement distribution (altitude / latitude / exposition)
1- Réponses comportementales et spatiales
Gradient Altitudinal
Groupes taxonomiques et périodes étudiées
227 species shifted to higher altitude and 102
species shifted to lower altitude, resulting in a
mean increase of 25m overall
Hickling et al. 2006
Shift Altitudinal
1- Réponses comportementales et spatiales
Changement des zones d’hivernage chez les migrateurs
Hiver plus doux : Déplacement du centre de gravité de 7 espèces
30 ans de suivi
l’huitrier-pie
Nord-ouest
Nord-est
Chevalier gambette
Mc Lean et al 2008
1- Réponses comportementales et spatiales
Extension vers le pôle à la limite Nord de l’aire des espèces
Latitudinal shifts in northern range margins for 16 taxonomic groups
during recent climate warming.
Out of a total of 329
species analysed
across 16 taxa:
- 275 species
shifted northwards
- 52 species shifted
southwards
- 2 species did not
move
Hickling et al. 2006
Results are given for three levels of subsampling of data
(recorded, blue; well-recorded, yellow; heavily recorded, red).
Plan du cours
1. Introduction - Généralités
2. Réponses comportementales et spatiales
3. Réponses physiologiques & phénologiques
4. Effets du réchauffement climatique sur les caractères
démographiques
5. Conséquences sur le processus de décomposition
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Classification hiérarchique des niveaux de variabilités des traits fonctionnels :
Bowler et al. 2008
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Variabilité entre espèces / Taxa : Dehydration / Thermal tolerance
Mesure d’un indice de tolérance à la déshydratation
chez 3 espèces d’amphibiens (Eleutherodactylus)
Beuchat et al. 2004
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Variabilité entre espèces / Taxa : Dehydration / Thermal tolerance
Dehydration tolerance was
independent of temperature in both
E. coqui and portoricensis.
Tolerance of E. antiltensis to
dehydration increased significantly
with increasing temperature.
E. antillensis tolerated significantly
more dehydration (DT=69.4) than
did E. coqui (DT = 73.0).
Beuchat et al. 2004
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Variabilité entre Poikilothermes et Homéothermes : Dehydration / Thermal tolerance
Poïkilothermes
Homéothermes
– la température du corps varie
avec la température ambiante (Tamb)
– la température du corps est maintenue
constante (thermorégulation)
– le métabolisme augmente ou
diminue avec Tamb
– le métabolisme augmente quand Tamb
s’écarte de la zone de neutralité
thermique
– quand Tamb augmente, le stress
thermique peut précéder le stress
hydrique
– quand Tamb augmente, le stress
hydrique précède souvent le stress
thermique
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Dehydration / Thermal tolerance
Humans live their entire lives within a very small protected
range of internal body temperatures. The maximal tolerance
limits for living cells range from about 0°C (ice crystal
formation) to about 45°C (thermal coagulation of intracellular
proteins);
perte de 15% de
l’eau initiale
(survie 2 à 3 j)
However, humans can tolerate internal temperatures below
35°C or above 41°C for only very brief periods of time
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Variabilité entre espèces / Taxa : Fortes Températures
L’augmentation de la complexité organisationnelle entre les procaryotes, les eucaryotes
unicellulaires et les métazoaires est interprété comme la cause de la chute de la
tolérance thermique
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Variabilité entre espèces / Taxa : Fortes Températures
Relationship LT50 / CTmax for 4 Petrolisthes sp.
Somero, 2009
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Variabilité entre espèces / Taxa :
 résistance aux T°C basses
Insectes
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Variabilité entre espèces / Taxa :
 résistance aux T°C basses
Chill coma : Organismes pouvant maintenir
un équilibre ionique permettant le maintient
de la stimulation des nerfs et muscles,
malgré le froid.
Insectes
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Variabilité entre espèces / Taxa :
 résistance aux T°C basses
Chill coma : Organismes pouvant maintenir
un équilibre ionique permettant le maintient
de la stimulation des nerfs et muscles,
malgré le froid.
Cold shock: Organismes qui augmentent la
production d’acides gras afin de restaurer la
fluidité membranaire induite par de basses
températures.
Insectes
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Variabilité entre espèces / Taxa :
 résistance aux T°C basses
Chill coma : Organismes pouvant maintenir
un équilibre ionique permettant le maintient
de la stimulation des nerfs et muscles,
malgré le froid.
Cold shock: Organismes qui augmentent la
production d’acides gras afin de restaurer la
fluidité membranaire induite par de basses
températures.
Freeze avoidance : Organismes qui
abaissent la température de gel
(supercooling point, SCP) en utilisant des
protéines antigel et cryo-protecteurs.
SCP : Température à laquelle la congélation
survient spontanément
Insectes
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Variabilité entre espèces / Taxa :
 résistance aux T°C basses
Chill coma : Organismes pouvant maintenir
un équilibre ionique permettant le maintient
de la stimulation des nerfs et muscles,
malgré le froid.
Cold shock: Organismes qui augmentent la
production d’acides gras afin de restaurer la
fluidité membranaire induite par de basses
températures.
Freeze avoidance : Organismes qui
abaissent la température de gel
(supercooling point, SCP) en utilisant des
protéines antigel et cryo-protecteurs.
SCP : Température à laquelle la congélation
survient spontanément
Freeze tolerance : la formation de glace de
l’eau corporelle extracellulaire est tolérée.
Insectes
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Variabilité entre espèces :
Les espèces tropicales ont des
valeurs létales limites min et max
supérieures à celles des espèces
tempérées
Les espèces tempérées montrent
une plus grande capacité de
survivre aux °C négatives
(freezing temperatures).
Limite (inf. & sup) de tolérance à la chaleur
Espèces tropicales
Espèces tempérées
Les espèces tropicales montrent à
l’inverse une plus grande capacité
a survivre aux fortes températures
que les tempérées
Compton et al. 2007
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Variabilité entre populations:
Gradient latitudinal
Thermal tolerance (LT50) of populations
of Nucella canaliculata (Oregon, California)
Somero, 2010
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Variabilité entre populations:
 Différences significatives de résistance
Thermal tolerance (LT50) of populations
of Nucella canaliculata (Oregon, California)
Les populations les plus tolérantes
proviennent de l’Oregon, où la marée
basse expose les escargots à des stress
plus important que ceux subit par les
autres populations où les marées basses
se déroulent aux périodes les plus
fraiches de la journée.
“This patterning of thermal tolerance is a clear illustration of how heat stress varies across
latitude as a consequence of interactions between temperature and the timing of the tidal cycle”
Somero, 2010
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Variabilité en fonction de l'âge :
 résistance aux T°C élevées
Variation in high-temperature survival time
with age in Drosophila melanogaster.
Linear decline
Bowler et al., 2007
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
La relation n’est pas linéaire
(comme attendue si la mobilité
avait été un facteur clé).
Les œufs sont souvent la forme la
plus tolérante aux basses
températures.
Supercooling point SCP
La température de congélation
(SCP) varie grandement durant
l’ontogenèse chez grand nombre
d’insectes.
Supercooling point SCP
Variabilité en fonction de l'âge
 résistance aux T°C basses
Bowler et al., 2007
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Variabilité en fonction du sexe :
 résistance aux T°C basses
Adult females (48 h posteclosion) were the least lowtemperature tolerant
Bowler et al., 2007
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Forme et mécanisme de résistance :
Organismes
Entrée en
Diapause
Entrée en
Quiescence
Activité
maintenue
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Forme et mécanisme de résistance : Dormance
Deux types de dormance : diapause vs. quiescence
Détérioration de l’habitat
Perturbation/changement climatique
Prévisible
Non prévisible
Processus qui induit des
changements physiologiques
Pas de préparation physiologiques
à long terme
Diapause ou Migration saisonnière
Quiescence ou Migration
non saisonnière
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Forme et mécanisme de résistance : Dormance
Dormance
Terme générique couvrant tout stade de suppression du
développement, qui est adaptatif et généralement accompagné
d’une suppression métabolique.
Quiescence
Une réponse immédiate (pas de régulation centrale) à un
déclin d’un facteur environnemental avec reprise immédiate du
processus dés que le facteur se rétabli (limite physiologique)
Diapause
Une interruption plus profonde, endogène, avec régulation
centrale qui stoppe la morphogénèse au profit d’un programme
de succession de processus physiologiques. Le début de la
diapause précède souvent des conditions défavorables et la fin
ne doit pas coïncider avec cette période
Kostal, 2006
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Forme et mécanisme de résistance : Diapause
Phase de la diapause :
1- Prédiapause
La morphogénèse se poursuit mais, en réponse à des
signaux environnementaux, les individus se préparent à
entrer en diapause
Kostal, 2006
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Forme et mécanisme de résistance : Diapause
Phase de la diapause :
1- Prédiapause
1.1- Induction
1.2- Phase
de préparation
Avant l’apparition de conditions défavorables, des stimuli
sont perçus sur une période donnée, génétiquement
déterminée.
- Altération spécifique de la transcription de gènes.
- Modification de comportement ou processus
physiologiques comme la migration, la recherche
d’habitats favorables, l’agrégation, ou le stockage de
réserves energétiques avant l’entrée en diapause.
Kostal, 2006
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Migrations sur de longues distances
liées à la diapause
Le monarque
Voie migratoire à l’automne
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Forme et mécanisme de résistance : Diapause
1- Prédiapause
2- Diapause
La morphogénèse est stoppée et le processus de diapause
commence.
Kostal, 2006
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Forme et mécanisme de résistance : Diapause
1- Prédiapause
2- Diapause
2.1- Initiation
Arrêt du développement
Suppression de la régulation métabolique.
Les formes mobiles peuvent continuer à s’alimenter,
faire des réserves, et choisir un micro-habitat plus
favorable.
Les préparations physiologiques s’intensifient lorsque
que débute la période défavorable et le processus de
diapause prend de l’ampleur.
Kostal, 2006
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Forme et mécanisme de résistance : Diapause
1- Prédiapause
2- Diapause
2.1- Initiation
2.2- Maintenance
Même si les conditions environnementales
redeviennent favorables, l’arrêt de la
morphogénèse est maintenu.
Des stimuli peuvent aider au maintien de la
diapause. Le taux métabolique est maintenu bas et
constant.
Des processus physiologiques (méconnus) tendent
à augmenter la sensibilité aux stimuli indiquant la
fin de la diapause.
Kostal, 2006
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Forme et mécanisme de résistance : Diapause
1- Prédiapause
2- Diapause
2.1- Initiation
2.2- Maintenance
2.3- Termination Des changements environnementaux stimulent la
diminution de l’intensité de la diapause jusqu’à son
plus bas niveau et synchronisent les individus au sein
d’une même population.
A la fin de cette phase, la morphogénèse peut
reprendre, sous conditions.
Kostal, 2006
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Forme et mécanisme de résistance : Diapause
1- Prédiapause
2- Diapause
3- Post-diapause
quiescence
Si les conditions sont toujours défavorables à la fin de la
diapause, la morphogénèse reste interrompue.
Kostal, 2006
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Forme et mécanisme de résistance : Diapause
a, b, c : Changement de l’intensité de la diapause (en fonction des phases
et de l’environnement
Kostal, 2006
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Changements climatiques / phénologie
Les migrateurs longue distance ont avancé
leur date de passage alors que l’inverse
semble se produire pour les migrateurs
courtes distances
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Changements climatiques / phénologie : Vitesse de dévelopement
En général, le réchauffement accélère le développement chez les poïkilothermes
le stomoxe
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Changements climatiques / phénologie : Avancée de la reproduction au printemps
Chez cet insecte, une élévation de
température de +3°C :
♂
 avance la reproduction de ≈10
la phalène brumeuse
♀
jours au printemps
 allonge la diapause de 10-15
jours en été
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Changements climatiques / phénologie : Avancée de la reproduction au printemps
Le réchauffement
global a déjà des
impacts significatifs sur
la phénologie des
plantes et des animaux.
=> Avancée en moyenne de 5 j de la reproduction au printemps
3 - Réponses physiologiques & phénologiques
Changements climatiques / phénologie : Avancée de la reproduction au printemps
La majorité des
espèces ont
avancé leur date
de reproduction
(de 2 à 20j.)
Plan du cours
1. Introduction - Généralités
2. Réponses comportementales et spatiales
3. Réponses physiologiques & phénologiques
4. Effets du réchauffement climatique sur les caractères
démographiques
5. Conséquences sur le processus de décomposition
4 - Effets du réchauffement climatique
sur les caractères démographiques
• Nécessité de prendre en compte tous les caractères
démographiques (vitesse de développement, survie, fécondité)
• Choix d’un critère pour mesurer l’effet net sur la démographie d’une
espèce : le taux d’accroissement des populations (r)
4 - Effets du réchauffement climatique
sur les caractères démographiques
Equation d’Euler
où x est l’âge des femelles à chaque reproduction
lx est la proportion de femelles survivantes à l’âge x
mx est la fécondité des femelles à l’âge x
4 - Effets du réchauffement climatique
sur les caractères démographiques
Taux d’accroissement chez le Stomoxe (insecte diptère)
Stomoxys
Expériences rapides à températures constantes
4 - Effets du réchauffement climatique
sur les caractères démographiques
Taux d’accroissement chez le Stomoxe (insecte diptère)
Durée de développement
(jours)
40
30
20
10
0
20°C
25°C
r tend à
augmenter
4 - Effets du réchauffement climatique
sur les caractères démographiques
Taux d’accroissement chez le Stomoxe (insecte diptère)
Proportion de
survivants
Durée de développement
(jours)
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
40
30
20
10
0
20°C
25°C
r tend à
augmenter
20°C
r reste
stable
25°C
4 - Effets du réchauffement climatique
sur les caractères démographiques
Taux d’accroissement chez le Stomoxe (insecte diptère)
Proportion de
survivants
Durée de développement
(jours)
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
40
30
20
10
0
20°C
25°C
r tend à
augmenter
Fécondité moyenne
(oeufs par femelle)
80
60
40
20
0
20°C
r reste
stable
25°C
20°C
r tend à
diminuer
25°C
4 - Effets du réchauffement climatique
sur les caractères démographiques
Taux d’accroissement chez le Stomoxe (insecte diptère)
Taux d'accroissement
(r )
Le réchauffement de
+5°C a un effet très
positif sur la
population
0.1
0.08
0.06
0.04
0.02
0
20°C
25°C
r (par jour) augmente de 0.053 à 0.078
4 - Effets du réchauffement climatique
sur les caractères démographiques
Taux d’accroissement sur un arthropode saprophage, le Polydesme
• Facteur 1 : réchauffement climatique
• Facteur 2 : baisse de qualité de la nourriture
(liée au CO2 et aux changements de végétation)
4 - Effets du réchauffement climatique
sur les caractères démographiques
Taux d’accroissement sur un arthropode saprophage, le Polydesme
Températures d’élevage
T Atl (10.6°C)
T Med (13.9°C)
25
20
15
10
5
0
J
F M A M J
J
A S O N D
Expériences longues en environnement saisonnier
(température et photopériode)
J-F. David
4 - Effets du réchauffement climatique
sur les caractères démographiques
Effets combinés d’un réchauffement de 3.3°C et
d’une baisse de la qualité de la nourriture
Regime de
température
Atlantique
Regime de
température
Méditerranéen
(+ 3.3°C)
Litière d’arbres
Atlantiques
Litière d’arbres
Méditerranéens
rapport C:N bas
rapport C:N élevé
4 - Effets du réchauffement climatique
sur les caractères démographiques
Taux d’accroissement sur un arthropode saprophage, le Polydesme
Durée de développement (jours)
300
250
200
150
100
T Atl
L Atl
T Med
L Atl
T Med
L Med
J-F. David
4 - Effets du réchauffement climatique
sur les caractères démographiques
Taux d’accroissement sur un arthropode saprophage, le Polydesme
Durée de développement (jours)
300
Fertilité nette (l x m x )
1500
1300
1100
900
700
500
300
250
200
150
100
T Atl
L Atl
T Med
L Atl
T Med
L Med
T Atl
L Atl
T Med
L Atl
T Med
L Med
Le réchauffement a un effet positif sur r, mais il peut être modulé par une baisse de
qualité de la nourriture
J-F. David
4 - Effets du réchauffement climatique
sur les caractères démographiques
Effets combinés de plusieurs facteurs sur r : Problèmes posés par les interactions
Effets de la température et du CO2
sur l’abondance d’un insecte
phytophage
4 - Effets du réchauffement climatique
sur les caractères démographiques
Effets combinés de plusieurs facteurs sur r : Problèmes posés par les interactions
Effets de la température et du CO2
sur l’abondance d’un insecte
phytophage
Les interactions imposent de tester les
facteurs ensemble et non pas un par un
4 - Effets du réchauffement climatique
sur les caractères démographiques
Effets combinés de plusieurs facteurs sur r : Problèmes posés par les interactions
• Beaucoup d’autres facteurs peuvent influencer r :
– la sécheresse estivale ou l’excès d’humidité en hiver
– la pollution par les pesticides
– le rayonnement UV accru (couche d’ozone)
– les réponses d’autres organismes capables d’interagir avec
l’espèce étudiée (prédateurs, parasites, pathogènes...)
– etc...
4 - Effets du réchauffement climatique
sur les caractères démographiques
Effets combinés de plusieurs facteurs sur r : Problèmes posés par les interactions
• Beaucoup d’autres facteurs peuvent influencer r :
– la sécheresse estivale ou l’excès d’humidité en hiver
– la pollution par les pesticides
– le rayonnement UV accru (couche d’ozone)
– les réponses d’autres organismes capables d’interagir avec
l’espèce étudiée (prédateurs, parasites, pathogènes...)
– etc...
• En pratique, il est très difficile d’expérimenter sur plus de deux ou
trois facteurs à la fois, et les facteurs « biotiques » ont été négligés.
Ce qui rend les prédictions difficiles...
4 - Effets du réchauffement climatique
sur les caractères démographiques
Prédiction : Dynamique des populations de papillons en Grande-Bretagne
Abondance non-associee
au climat
Abondance associee
au climat
3 especes
28 especes
Qualite des modeles climatiques
(1976-1990)
R2 < 0.35
0.35 < R2 < 0.75
R2 > 0.75
3 especes
12 especes
13 especes
Test des modeles
(1991-1997)
4 - Effets du réchauffement climatique
sur les caractères démographiques
Prédiction : Dynamique des populations de papillons en Grande-Bretagne
Succès prédictif des modèles
pour certaines espèces…
4 - Effets du réchauffement climatique
sur les caractères démographiques
Prédiction : Dynamique des populations de papillons en Grande-Bretagne
… et échec des prédictions
pour d’autres espèces
Les prédictions ont été particulièrement
mauvaises pour des espèces spécialisées
sur l’habitat
Plan du cours
1. Introduction - Généralités
2. Réponses comportementales et spatiales
3. Réponses physiologiques & phénologiques
4. Effets du réchauffement climatique sur les caractères
démographiques
5. Conséquences sur le processus de décomposition
5- Conséquences sur le processus de décomposition
5- Conséquences sur le processus de décomposition
5- Conséquences sur le processus de décomposition
5- Conséquences sur le processus de décomposition
5- Conséquences sur le processus de décomposition
5- Conséquences sur le processus de décomposition
5- Conséquences sur le processus de décomposition
5- Conséquences sur le processus de décomposition
5- Conséquences sur le processus de décomposition
Décomposition : approches expérimentales en conditions contrôlées
Coulis et al., 2013
5- Conséquences sur le processus de décomposition
Décomposition : approches expérimentales en conditions contrôlées
Massif de l’Etoile near Marseille, France :
Litter from the four dominant plant species, C. albidus (Cistaceae), Q.
coccifera (Fagaceae), R. officinalis (Lamiaceae) and U. parviflorus
(Fabaceae), was collected on the ground in MarcheApril 2011.
The julid millipede O. sabulosus aimatopodus d the Mediterranean subspecies of O. sabulosus with no dorsal orangeeyellow bands d was
collected from the same site in April 2011.
Boxes were assigned to three faunal treatments:
(1) control boxes without millipedes (n ¼ 10);
(2) boxes with six individuals of Ommatoiulus of similar size, representing
a mean live biomass of 863 12 mg per box, which was equivalent to about
70% of the field estimate of Ommatoiulus biomass (n ¼ 10);
(3) boxes in which only faecal pellets of millipedes were progressively
Coulis et al., 2013
added to leaf litter (n ¼ 10).
5- Conséquences sur le processus de décomposition
Décomposition : approches expérimentales en conditions contrôlées
Net effect of millipedes on the mass loss of four species of shrub litter
after incubation for 1 month at two levels of litter moisture.
Boites controles
(sans faune)
Les microorganisms sont très sensibles aux cht d’humidité
Coulis et al. 2013
5- Conséquences sur le processus de décomposition
Décomposition : approches expérimentales en conditions contrôlées
Mass loss as a percentage of initial dry mass of four species of shrub litter maintained
for 1 month at two levels of litter moisture (control without fauna).
The net effect of millipedes
on litter mass loss differed
significantly among litter
species (P < 0.001), with a
stronger effect on
Cistus than on any of the
other species under both
moist and dry
conditions
Loss of 2.30 and 2.11 g litter under moist and dry conditions
Coulis et al. 2013
5- Conséquences sur le processus de décomposition
Décomposition : approches expérimentales en conditions contrôlées
Percentage of the remaining litter transformed in faeces after 171 days of
incubation in presence of Glomeris marginata :
La production de déjections
est contrôlée par la
température
Production optimale à 23°C,
A 30°C : la consommation
devient négligeable
Couteaux, 2000
5- Conséquences sur le processus de décomposition
Décomposition : approches expérimentales en conditions contrôlées
Percentage of the remaining litter transformed in faeces after 171 days of
incubation in presence of Glomeris marginata in relation to :
Moisture
La production de déjections
est aussi contrôlée par
l’humidité
A 23°C, la production est
plus forte dans les
microcosmes ré-humidifiés
Couteaux, 2000
5- Conséquences sur le processus de décomposition
Décomposition : approches expérimentales en conditions contrôlées
In a 5-week laboratory experiment :
Comparison of decomposition of leaf litter from four temperate tree species
(Fagus sylvatica, Quercus petraea, Carpinus betulus and Tilia platyphyllos) in
response to four interacting factors: elevated CO2-induced changes in litter quality, a
3"C warmer environment during decomposition, changes in litter species composition,
and presence/absence of a litter-feeding millipede (Glomeris marginata).
5- Conséquences sur le processus de décomposition
Décomposition : approches expérimentales en conditions contrôlées
5- Conséquences sur le processus de décomposition
Décomposition : approches expérimentales en conditions contrôlées
Les fortes concentrations et
températures ont un plus
faible effet sur la
décomposition que la qualité
de la litière et la présence de
Glomeris
Rouifed et al. 2010
5- Conséquences sur le processus de décomposition
Décomposition : approches expérimentales en conditions contrôlées
Perte en masse plus forte :
- Pour le tilleul
- Pour les mélanges
- En présence de Glomeris
Rouifed et al. 2010
Conclusions
• Des prévisions difficiles à cause de :
– la multiplicité des facteurs en jeu dans les changements globaux
– la diversité des espèces animales (e.g. migrateurs vs.
endémiques étroitement spécialisés)
– la diversité des réponses dans une même espèce (importance
des microclimats, de l’acclimatation, de la sélection...)
• On essaie de combiner approches globales dans la nature et études
expérimentales
• On discerne déjà des effets positifs ou négatifs selon les espèces, et
l’on peut prévoir une recomposition des communautés
Réponses des espèces animales
aux changements climatiques
Johanne Nahmani
[email protected]
Centre d’Ecologie Fonctionnelle & Evolutive
CNRS, Montpellier