Les prédateurs introduits, tels que les chats (Felis silvestris catus) et les rats (Rattus spp), constituent la principale cause de raréfaction et d'extinction d'oiseaux insulaires. L'impact de la prédation sur les populations d'oiseaux est généralement quantifié grâce à l'identification morphologique des restes d'oiseaux dans les échantillons alimentaires de prédateurs. Une synthèse bibliographique réalisée dans cette thèse soulève les biais qualitatifs et quantitatifs liés à la difficulté d'identification des restes d'oiseaux. Les méthodes moléculaires permettent aujourd'hui de détecter et d'identifier avec précision l'ADN de proies cibles dans le régime alimentaire des prédateurs. Une part importante de cette thèse a consisté à optimiser le protocole moléculaire et en particulier les étapes de sélection des amorces taxon-spécifiques et de l'extraction de l'ADN des proies. La comparaison des performances des méthodes morphologique et moléculaire a mis en évidence la puissance de cette dernière dans la détection et l'identification des espèces d'oiseaux consommées par les chats et rats de l'île de Niau (Polynésie Française). L'étude des interactions trophiques directes (prédation) et indirectes (compétition alimentaire) entre trois prédateurs invasifs (R. exulans, R. rattus et F. s. catus) et un oiseau menacé d'extinction, le Martin-chasseur des Gambier (Todiramphus gambieiri) a montré un très faible impact sur cet oiseau par prédation, mais un fort potentiel de compétition alimentaire avec les 2 Rattus sp., en particulier pour les lézards Scincidae et certains arthropodes terrestres. Des perspectives de conservation du Martin-chasseur sont proposées et discutées. / Introduced predators, particularly cats (Felis silvestris catus) and rats (Rattus spp) are recognized as a major factor of rarefaction and extinction of island bird species. The impact of predation on bird populations is usually assessed through the morphological identification of bird remains in predator diet samples. A review conducted in this thesis highlighted the qualitative and quantitative biases related to the difficulty of detecting and identifying the consumed bird species in predator diet samples. Molecular methods allow the accurate detection and identification of targeted prey DNA in the diet of predators. A large part of the work entailed here has been to optimize the molecular protocol and particularly the key steps of the selection of.taxon-specific primer pairs and the extraction of prey DNA. A comparative study of the performances of both morphological and molecular methods highlighted the strength of the latter in the detection and identification of the bird species preyed by cats and rats on Niau island (French Polynesia). The study of the direct (predation) and indirect (competition for food) trophic interactions between three invasive predators (R. exulans, R. rattus and F. s. catus) and a critically endangered bird, the Tuamotu Kingfisher (Todiramphus gambieiri), demonstrated a very low impact of cats and rats on the population of Tuamotu Kingfisher through predation, but a high potential for food competition between this bird and the two species of rats, particularly for lizards (Scincidae) and some terrestrial arthropods. Finally, management perspectives regarding the conservation of Kingfisher Gambier are proposed and discussed.

The tropical fire ant, Solenopsis geminata is a New World species with a wide native range including South America as well as several Caribbean islands. The red imported fire ant, Solenopsis invicta is native to parts of South America. Both species are known for preying on sea turtles’ eggs and hatchlings. The objectives of this thesis research were to conduct follow-up and baseline ant species distribution surveys on four sea turtle nesting beaches in St. Croix, U. S. Virgin Islands. Tuna baits were set out at beaches; specimens were collected, frozen, preserved then identified. Results show that there was a significant change in the fire ants’ distribution at Sandy Point National Wildlife Refuge (SPNWR) while none were found at Jack Bay. Fire ants were also present on the other two baseline surveyed nesting beaches. The displacement of S. geminata by S. invicta was observed at SPNWR, which also was presumed by previous surveys. / Includes bibliography. / Thesis (M.S.)--Florida Atlantic University, 2014. / FAU Electronic Theses and Dissertations Collection

Le changement climatique et les invasions biologiques sont parmi les plus grandes menaces de la biodiversité et leurs impacts pourraient augmenter jusqu’à la fin du siècle. Parmi les espèces envahissantes, les fourmis sont un groupe particulièrement néfaste dû à leurs impacts sur les espèces natives, les processus écosystémique, la santé, l’agriculture et l’économie. L’objectif de cette thèse était de prédire les invasions de fourmis – en particulier avec le changement climatique qui pourrait favoriser les invasions en éliminant des barrières thermiques. J’ai utilisé trois approches complémentaires afin d’étudier le potentiel de différentes espèces à envahir : des modèles de distribution, des expériences comportementales et l’analyses d’une base de données de traits écologiques. J’ai modélisé l’aire favorable pour 15 espèces de fourmis parmi les pires, à la fois globalement, par continents, et dans les 34 hotspots de biodiversité. La distribution potentielle de seulement cinq espèce est prédite de diminuer (jusqu’à 35.8%) avec le changement climatique et l’aire potentielle diminue pour la plupart des espèces jusqu’à 63.2%. Les hotspots d’invasions de fourmis se situaient surtout dans des régions tropicales et subtropicales et ils correspondent particulièrement aux hotspots de biodiversité. Contrairement à ce qui est généralement admis, le changement climatique et les invasions biologiques n’agiront pas de manière synergique pour les fourmis. Par contre, les invasions de fourmis resteront probablement un problème global majeur, en particuliers dans les zones où les hotspots de biodiversité et les hotspots d’invasion se superposent. Les modèles de distribution ont identifié de larges zones de recouvrement entre aires favorables de plusieurs espèces de fourmis envahissantes. Dans le futur, ces espèces pourraient arriver simultanément dans les mêmes régions et entrer en compétition. Dans une série d’expériences, j’ai testé les différences comportementales entre 7 espèces de fourmis envahissantes (Anoplolepis gracilipes, Paratrechina longicornis, Myrmica rubra, Linepithema humile, Lasius neglectus, Wasmannia auropunctata et Pheidole megacephala). J’ai découvert deux stratégies comportementales différentes. Les interactions au niveau de la colonie ont suivi des processus démographiques plus complexes. De plus, j’ai mis au point deux expériences pour tester la capacité des fourmis envahissantes à explorer un nouvel espace et à exploiter des ressources. J’ai trouvé des différences significatives entre espèces et leur capacité à dominer par interférence comportementale était négativement corrélée à leurs capacités à découvrir et exploiter des ressources. Cette série d’expériences suggère que les ‘mécanismes’ d’invasion sont plus complexes que ce qui est généralement suggéré et que différentes espèces pourraient utiliser des stratégies comportementales différentes. Étant donné qu’il existe plus de 250 espèces de fourmis exotiques, il serait intéressant de pouvoir identifier à l’avance des futurs envahisseurs potentiels. Afin d’identifier des traits associés au caractère envahissant des fourmis, j’ai mis en place une base de données qui contient 2193 espèces de fourmis et 24 traits écologiques. J’ai effectué une analyse préliminaire de différences de traits entre fourmis natives et envahissantes qui a montré qu’il existe clairement des groupement distincts de natives et envahissantes, avec les espèces exotiques au milieu. Ces résultats pourraient servir de base pour construire un modèle prédictif des invasions de fourmis. Ces différentes approches (modèles, expériences, base de données) sont complémentaires car elles s’intéressent à des aspects différents du futur des invasions de fourmis qui sera vraisemblablement fortement influencé par le changement climatique. Le pires envahisseurs de demain ne seront probablement pas les même qu’aujourd’hui et les zones les plus à risque pourraient changer également. / Climate change and biological invasions are both among the greatest threats to biodiversity and their impacts might increase by the end of the century. Among invasive species, ants are a prominent group due to their negative impacts on native species, ecosystem processes, human and animal health, agro-ecosystems and the economy. The objective of this thesis was to forecast future ant invasions – especially in the light of on-going climate change, which is generally thought to favour invasive species by removing thermal barriers. I used three complementary approaches to study the potential of different ant species to invade in the future: species distribution modelling, behavioural experiments and the analysis of a database of ecological traits. I modelled suitable area for 15 of the worst invasive ant species, both currently and with predicted climate change, globally, regionally and within the world’s 34 biodiversity hotspots. Surprisingly, the potential distribution of only five species was predicted to increase (up to 35.8%) with climate change, with most declining by up to 63.3%. The ant invasion hotspots are predominantly in tropical and subtropical regions of South America, Africa, Asia and Oceanic islands, and particularly correspond with biodiversity hotspots. Contrary to general expectations, climate change and biological invasions will not systematically act synergistically for ants. In addition, I found that the impacts of climate change can change over time and even reverse the trend of the impact (i.e., an increase instead of a decrease or vice versa). However, ant invasions will likely remain as a major global problem, especially where invasion hotspots coincide with biodiversity hotspots. The species distribution models have identified large potentially overlapping distributions of several invasive ants. In the future, these species may arrive simultaneously in the same regions and compete with each other. In a series of experiments, I tested behavioural differences among 7 highly invasive ant species (Anoplolepis gracilipes, Paratrechina longicornis, Myrmica rubra, Linepithema humile, Lasius neglectus, Wasmannia auropunctata and Pheidole megacephala). I discovered two different behavioural strategies among invasive ants. Interactions at the colony level, exhibited more complex demographic processes and more variability. Further, I investigated resource competition and differences in resource exploitation. I found significant differences among species, with competitive abilities that were negatively correlated with behavioural dominance. This series of experiments suggests that the ‘mechanisms’ of invasiveness are more complex than previously thought and that different invasive ant species may use different behavioural strategies. Since there are more than 250 exotic species of ants, it would be interesting to identify potential future invaders. In order to identify traits associated with invasiveness in ants, I set up a database with 2193 ant species and 24 ecological characteristics. I performed a preliminary analysis of trait differences between native and invasive ants that shows clearly different clusters of invasive and native species, with exotic species in between. These results could be used as a basis to construct a predictive model of future ant invasions. The different methods used (models, experiments, database) are complementary in that they explore different aspects of the future ant invasions which are likely to be influenced by on-going climate change. The worst invaders of tomorrow may not be the same as today and similarly, areas most at risk are likely to change.

The invasion of Acacia mearnsii in the Kouga catchment, Eastern Cape, South Africa, has various negative impacts on the ecosystem. These impacts include: reduced species richness, increased water use, increased nutrients and increased N cycling rates. The native shrubby fynbos vegetation has adapted to the acidic nutrient poor soils and Mediterranean climate of the Kouga Mountains. Fynbos, however, is currently being out competed by the much taller Acacia mearnsii trees, due to their competitive nature and ability to fix nitrogen, thereby enriching the soil. The invaded sections of the valley bottoms and lower hill slopes are characterised by an almost complete monoculture of Acacia mearnsii, with very few fynbos species still present. The Department of Water and Environmental Affairs sponsored Working for Water programme started clearing Acacia mearnsii in 1996 in the Kouga Mountains. Cleared sites have remained bare for long periods, indicating that soil properties are not favourable for indigenous propagule re-establishment. The aim of this research was to assess how A. mearnsii invasion and clearing affect fynbos recovery through its impact on soils. This was done by characterising vegetation and soil properties on fynbos, infested and cleared slopes. Vegetation cover for various growth forms was determined and a species list was compiled for each plot. The slope angle, surface hardness, litter cover, bare ground cover and soil depth were measured in the field, whereas water repellency, particle size and the chemical composition were measured in the laboratory. Furthermore, the plant establishment capacity of soils from fynbos, infested and cleared slopes was calculated. This was done by germinating fynbos seeds and growing fynbos plants in soils from the various slopes. The effect that invasion and clearing has on soil erosion was quantified using erosion plots on fynbos, infested and cleared slopes. The invasion and clearing of Acacia mearnsii led to an increase in soil nutrients, especially nitrogen, phosphorus, potassium, carbon and manganese. Furthermore, soils became more acidic, with increased water repellency and reduced surface hardness. The vegetation changed to a tree-dominated structure, replacing the native species. Native plant germination was relatively unaffected by invasion and clearing, with an increase in germination just after clearing. Plant growth of a native grass, Themeda triandra, and herb, Helichrysum umbraculigerum, has increased on soils from cleared slopes. This study showed that soil movement increased on slopes which are invaded and cleared of Acacia mearnsii, with erosion rates doubling on invaded slopes

Invasive species represent a major challenge through their consequences on<p>biodiversity, human health and economy. Their effects are especially important on fragile and<p>unique insular biotas such as the Galápagos Islands. Ants in particular are keystone species<p>implicated in ecosystem functioning and biodiversity and they can be dramatic invaders. In<p>the Galápagos Islands, the tropical fire ant Solenopsis geminata is considered a high-impact<p>invasive species, though it remains surprisingly poorly studied. The objectives of this work<p>are to document the invasion of S. geminata in the Galápagos Islands by 1) updating its<p>distribution; 2) determining its reproduction and dispersal strategies and reconstruct its<p>invasion history throughout the archipelago and 3) evaluating its impact on the native fauna<p>(focusing on ants and arthropods communities and endemic land tortoises).<p>First, we added 66 new records of S. geminata in the Galápagos since 2008. It has<p>now been recorded on seven islands and 11 islets in a wide range of habitats, including<p>nesting sites of 24 endemic and/or endangered vertebrate species, for which it constitutes a<p>potential threat.<p>Secondly, by combining Bayesian clustering methods, coalescent-based scenario<p>testing using microsatellite data and historical records, we determined that genetic diversity<p>of populations of S. geminata collected in Galápagos Islands is significantly lower than the<p>genetic diversity of populations from native areas (Costa Rica). The Galápagos populations<p>form three clusters corresponding to an island or groups of islands. They appear to be the<p>result of a single introduction in the first half of the 19th century, probably from mainland<p>Ecuador, which acted as a bridgehead population to two subsequent introductions within the<p>archipelago, corresponding human colonization fluxes in the archipelago.<p>We sampled ants in all main habitats of Santa Cruz Island. Introduced ant species<p>were largely prevalent, and S. geminata was the dominant species and was associated with<p>low evenness of ant communties and lower abundance of native ants. We found that<p>Galápagos’ ant communities are determined by the vegetation type and altitude, but found<p>only little evidence for competitively structured assemblages, except in disturbed areas.<p>The arthropod diversity was investigated in two agricultural sites of Santa Cruz Island<p>by combining three complementary sampling techniques. More than half of the species were<p>either endemic or native, but introduced species constituted the majority of the catches.<p>Solenopsis geminata was by far the most abundant and common species.<p>Finally, we investigated the mortality of Cheloidis land tortoise’s eggs and hatchlings<p>in an area infested by S. geminata on Santa Cruz Island with regard to the abundance of fire<p>ants and the duration of incubation. Egg survival was negatively associated with longer incubation times but we found no direct relation between ant density and tortoise mortality<p>despite a high abundances of fire ants in the vicinity of the majority of the tortoise burrows.<p>Our work allows addressing ecological and genetical aspects of the invasion of S.<p>geminata in the Galápagos Islands. We analyzed our results in the light of an ecoevolutionary<p>framework presenting different invasion scenarios and discussed S. geminata<p>as an invasive ant. This provided us with information useful for the study and management of<p>this invasive species in the Galápagos Islands.<p>/<p>Les espèces invasives constituent un défi majeur à cause de leur impact sur la<p>biodiversité, la santé humaine et l’économie. Leurs effets sont particulièrement importants<p>sur les environnements insulaires fragiles et uniques comme les île Galápagos. Les fourmis<p>en particulièr sont des espèces clé de voûte du fonctionnement des écosystèmes et de la<p>biodiversité. Elles peuvent de ce fait devenir des envahisseurs spectaculaires. Dans les îles<p>Galápagos, la fourmi de feu tropicale Solenopsis geminata fait partie des espèces invasives<p>à haut impact et cependant elle a été étonnamment peu étudiée. Les objectifs de ce travail<p>consistent à documenter l’invasion de S. geminata dans l’archipel des Galápagos: 1) en<p>mettant à jour sa distribution; 2) en déterminant ses stratégies de reproduction et de<p>dispersion et en reconstruisant l’histoire de son invasion dans l’archipel et 3) en évaluant son<p>impact sur la faune native (particulièrement sur les communautés de fourmis et<p>d’arthropodes et sur les tortues terrestres endémiques).<p>Tout d’abord, nous avons ajouté 66 nouveaux relevés de S.geminata aux Galápagos<p>depuis 2008. À ce jour, la fourmi a été observée sur 7 îles et 11 îlots, et ce dans une grande<p>variété d’habitats. On la trouve également sur les sites de ponte de 24 espèces de vertébrés<p>endémiques ou en voie de disparition, qu’elle menace ainsi potentiellement.<p>Ensuite, en combinant des méthodes bayésiennes de regroupement et des<p>comparaisons de scénarios en se basant sur des séquences microsatellites et des données<p>historiques, nous avons montré que la diversité génétique des populations de S. geminata<p>des Galápagos est significativement inférieure à celle des populations des zones d’indigénat<p>(Costa Rica). Les populations des Galápagos - réparties en 3 groupes correspondant à une<p>île ou un groupe d’îles – sont le résultat d’une introduction unique ayant eu lieu dans la<p>première moitié du 19ème siècle. Elles proviennent vraisemblablement de l’Equateur<p>continental et constituent une population “tête de pont” pour deux introductions ultérieures au<p>sein de l’archipel. Ces mouvements correspondent aux flux de populations humaines.<p>Nous avons échantillonné les fourmis dans tous les principaux habitats de l’île de<p>Santa Cruz. Les fourmis introduites sont largement prévalentes. Solenopsis geminata<p>constitue l’espèce dominante et se trouve associée avec une faible équitabilité des<p>communautés de fourmis ainsi qu’avec une diminution de l’abondance des fourmis natives.<p>Nos résultats indiquent que les communautés de fourmis des Galápagos sont structurées<p>par le type de végétation et l’altitude, alors que les assemblages de fourmis ne sont pas<p>structurés compétitivement, à l’exception des zones perturbées.<p>Nous avons investigué la diversité arthropodienne de deux sites agricoles de l’île de<p>Santa Cruz en combinant trois méthodes d’échantillonnage complémentaires. Plus de la moitié des espèces collectées étaient soit endémiques, soit natives. Les espèces introduites<p>ont toutefois constitué la majorité des individus collectés. Solenopsis geminata était de loin la<p>plus abondante et la plus commune des espèces récoltées.<p>Enfin, dans une zones infestées par S. geminata sur l’île de Santa Cruz, nous avons<p>mis en relation la mortalité des oeufs et juvéniles de tortues terrestres Chelonoidis avec<p>l’abondance des fourmis de feu et la durée d’incubation des oeufs. Le taux de survie des<p>oeufs est négativement corrélé à leur durée d’incubation. Cependant, malgré de très hautes<p>abondances de fourmis de feu à proximité des nids de tortues, nous n’avons pas trouvé de<p>relation directe avec leur mortalité.<p>Pour conclure, ce travail aborde les aspects génétiques et écologiques de l’invasion<p>de la fourmi de feu tropicale dans les îles Galápagos. Nos résultats sont analysés au sein<p>d’un cadre éco-évolutif présentant différents scénarios d’invasion. Nous discutons également<p>de S. geminata en tant qu’espèce invasive. Nous espérons apporter des informations utiles<p>dans le cadre de l’étude et du contrôle de cette espèce invasive aux Galápagos. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

No description available.

During the 1990s, over a period of just a few years, the multi-colored Asian lady beetle, Harmonia axyridis (Pallas) invaded the entire area of northern Europe. In parallel with this invasion, a decline in native coccinellid species was recorded in Belgium, Britain, and Switzerland, affecting mainly one common species: the two-spot ladybird, Adalia bipunctata L. An impressive trait of H. axyridis, that could explain both its high invasiveness and the decline of native coccinellids, is its predation behaviour. Intraguild predation is a trophic interaction between species that share the same prey – in this case, aphids. In order to determine the precise impact of this predation on the native coccinellid species, the predation behaviour of H. axyridis larvae was observed in Petri dishes and on plants. The resistance of H. axyridis to predation was also studied by exposing it without dorsal spines to native predator larvae, in order to test whether or not the dorsal spines are a physical defence against intraguild predation. In addition to these laboratory experiments, an original method was developed and used to track predation under field conditions. This method is based on the gas chromatography–mass spectrometry (GC-MS) detection of exogenous alkaloids in H. axyridis, especially alkaloids from native coccinellids likely to be subject to intraguild predation. My results show that, in the absence of aphids, H. axyridis consumes both A. bipunctata eggs and all larval instars in Petri dishes. On plants, depending to aphid density, this interaction can change with regards to larvae but not eggs. In addition to intraguild predation, competitive exclusion can occur because of quite aggressive behaviour towards competitors. Dorsal spines significantly reduce the number of bites inflicted, and thereby complement the other defense mechanisms of H. axyridis that enable it to remain dominant in competition for food resources. In semi-natural conditions, predation on the native coccinellids Adalia spp. Calvia spp. Coccinella septempunctata L. and Propylea quatuordecimpunctata (L.) was detected. The number of sites where this predation was observed suggests that this interaction is frequent. It was also observed that an H. axyridis larva can ingest several native coccinellid species, confirming its status as a predator of coccinellids. We can therefore conclude that intraguild predation by H. axyridis leads, as does resource competition, to a decline in native coccinellids./Introduite pour la lutte biologique dans les années 90, la Coccinelle asiatique, Harmonia axyridis (Pallas), a envahi en quelques années toute l’Europe du Nord. Parallèlement à cette invasion, un déclin de plusieurs espèces de coccinelles indigènes dont la très commune Coccinelle à deux points, Adalia bipunctata L. a été observé dans différents biotopes en Belgique, en Angleterre ainsi qu’en Suisse. Un des traits remarquables de la Coccinelle asiatique est son comportement de prédateur intraguilde qui pourrait expliquer à la fois ce déclin mais aussi en partie son caractère hautement invasif. La prédation intraguilde est une interaction trophique entre des espèces qui se nourrissent d’une même proie, dans ce cas-ci les pucerons. Afin de mieux connaître l’impact de cette prédation sur les coccinelles indigènes, le comportement de prédation des larves d’H. axyridis a été décrit en boîtes de Petri et sur plantes. Sa résistance à la prédation a également été étudiée en exposant des larves dépourvues d’épines dorsales à un prédateur indigène, dans le but de tester le rôle de ces épines en tant que défense physique à l’égard d’un prédateur intraguilde. En plus de ces expériences de laboratoire, une méthode originale a été développée et utilisée pour suivre cette prédation en conditions semi-naturelles. Elle se base sur la détection, en GC-MS, des alcaloïdes exogènes chez H. axyridis et en particulier des alcaloïdes produits par d'autres espèces de coccinelles susceptibles de subir une prédation intraguilde. Mes résultats montrent qu'en l'absence de pucerons, H. axyridis a un comportement de prédation vis-à-vis des œufs et de tous les stades larvaires d’A. bipunctata. La présence de pucerons, suivant leur densité, peut modifier cette interaction à l’égard des larves indigènes mais pas des œufs. En plus de la prédation intraguilde, une compétition par exclusion peut être aussi suspectée et expliquée par le comportement très agressif d’H. axyridis à l’égard de ses concurrents. Quant aux épines dorsales, elles permettent de réduire significativement le nombre de morsures et complètent ainsi les autres lignes de défense utilisées par H. axyridis pour s’imposer dans des ressources déjà exploitées par d’autres prédateurs. En conditions semi-naturelles, cette prédation à l’égard des coccinelles indigènes a été confirmée vis-à-vis d’Adalia spp. Calvia spp. Coccinella septempunctata L. et Propylea quatuordecimpunctata (L.). Vu le nombre de sites où cette prédation a été détectée, elle peut être considérée comme une interaction fréquente. De plus, une même larve de coccinelle asiatique peut ingérer plusieurs espèces de coccinelles indigènes confirmant indéniablement son statut de prédateur de coccinelles. Ainsi, nous pouvons conclure que la prédation intraguilde par H. axyridis sur les coccinelles indigènes participe très certainement au déclin de celles-ci et ceci très probablement au même titre que des phénomènes de compétition pour les ressources. / Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished