Aquest treball de tesis doctoral tracta sobre la formiga invasora Lasius neglectus i els seus efectes sobre altres artròpodes en comunitats envaïdes al Nord-est de la Península Ibèrica. S'han estudiat: a) trets de la seva biologia reproductiva i ecologia b) els efectes que la invasió provoca sobre altres espècies de formigues natives i sobre els altres artròpodes que coexisteixen amb la colònia de L. neglectus; aquest darrer aspecte s'ha estudiat en tres poblacions. També es va fer un assaig de control de la plaga amb un tractament clàssic amb insecticides de contacte i una elevada persistència. Pels estudis sobre la seva biologia reproductiva es va constatar el seu caràcter poligínic en tota la supercòlonia, amb una gran densitat de reines per supercolònia que es trobaven isolades o bé en grups de 2 o més reines dins de cada niu i sempre amb obreres. Per les dades en increment en pes sec i contingut de greixos des del naixement fins al moment de l'aparellament es va demostrar que les reines de L. neglectus es poden reproduir mitjançant fundació dependent tot i que el valor obtingut de la proporció del mesosoma de reines i obreres (relació entre el volum del tòrax de reines i obreres=23.83±0.15) coincideix amb el de les espècies que fan fundacions independents. Al laboratori també es van obtenir obreres a partir de reines joves acabades de fecundar (fundacions independents, haplo i pleometrótiques). Per les dades en contingut de carbohidrats es demostra que les reines tenen valors entremitjos entre les reines d'espècies que fan vols nupcials i les que no són capaces de volar, tot i que per l'àrea relativa de les ales les reines de L. neglectus han de ser capaces de volar. Tanmateix mai s'ha documentat cap vol nupcial en L. neglectus fins ara. Les reines joves alades fan fecundació intranidal i aquestes reines joves fecundades són adoptades per les reines velles i les obreres dins del mateix niu. Aquesta estratègia evita la depredació de reines joves fecundades després del vol nupcial, moment crític per a l'expansió de la colònia o la dispersió de l'espècie. Per tant aquesta expansió és per gemmació o bé a través de transport passiu, normalment afavorit per l'home. Les taxes de posta de reines velles són el doble que les de reines joves, amb un temps mitjà de desenvolupament de les obreres, però, el doble de llarg. L'efecte més significatiu de la invasió de L. neglectus, tant a nivell d'abundància com de riquesa d'espècies, es va trobar sobre la resta de formigues natives. En totes les poblacions estudiades la presència de L. neglectus reduïa significativament la probabilitat de trobar espècies de formigues natives tant al sòl com als arbres. En el cas de l'efecte sobre altres artròpodes els resultats eren més variables: alguns artròpodes com ara els àfids es veien afavorits per la seva presència i en canvi altres ordres com ara Aràcnids, Himenòpters i Dípters es veien afectats negativament per la presència de la formiga invasora. Tanmateix aquests efectes, tant en formigues natives com en altres artròpodes, variaven en funció de la població estudiada i depenent de l'hàbitat mostrejat: capçades dels arbres o bé sòl.En quan a les mesures per controlar aquesta invasió, es va fer un assaig amb insecticides d'una colònia de L. neglectus. Es van atacar tots els fronts possibles d'expansió de la invasió: a) l'interior de cases ocupades amb esquers, b) el perímetre de les cases ocupades amb injeccions amb un insecticida de contacte amb gran persistència al igual que c) els troncs dels arbres i finalment, d) es van tractar totes les capçades dels arbres de la zona ocupada per tal de matar els àfids, que són el principal aliment de L. neglectus. Gràcies al coneixement de les dades biològiques i ecològiques de la supercolònia de L. neglectus el resultat d'aquests tractaments integrats va ser satisfactori ja que disminuïa dràsticament la probabilitat de trobar formigues després del tractament i, a l'any següent al tractament, els nivells inicials de formigues eren molt menors als de l'any abans de tractar. Els tractaments es van fer dos anys seguits amb resultats prometedors i gran satisfacció per part dels habitants de les cases ocupades. / The aim of this work is to study: a) the reproductive biology and ecology of the invasive garden ant Lasius neglectus and b) its effects over other native arthropod communities in invaded communities from Northeast Spain; this last aspect has been studied on three populations. A large scale insecticide treatment of the plague was also made with contact and high persistence insecticides. Its polygynic character was ascertained by the studies about its reproductive biology, with a great density of queens that were found isolated or in groups of 2 or more queens per nest, always with workers. From data obtained in increase in dry weight and fat contents from eclosion until mating time, it was demonstrated that L. neglectus queens can reproduce through dependent colony founding even though the value obtained from the proportion of the mesosome ratio from queens and workers (queen/worker thorax volume=23.83±0.15) coincides with the independent colony founding species. Workers were also obtained, at the laboratory, from newly mated queens (haplo- and pleometrotic independent foundations). From data in carbohydrate content, queens have intermediate values among the flying queens and those not capable to perform nuptial flights, even though for the relative area of the wings, L. neglectus queens are capable of flying. However it has never been documented a nuptial flight in L. neglectus until now. Queens reproduce by intranidal mating and these fertilized young queens are adopted by the old queens and workers into the same nest. This strategy avoids the possible predation of young fertilized queens after the nuptial flight, a critical moment for the expansion of the colony. Therefore they expand by budding or through passive human transport. The egg laying rates of old queens are two fold than that of young mated queens, with a total development time from egg to worker double than from egg to nanitic for young queens. The most significant effect of the invasion of L. neglectus, on native arthropods abundance and species richness, was on coexisting native ants. In all the studied populations the presence of L. neglectus reduced dramatically the likelihood of finding native ants on tree canopies and soil. For the effect of L. neglectus on other non-ant arthropods the results were more variable: some arthropods like aphids were favoured by its presence and other orders as Arachnids, Hymenoptera and Diptera were negatively affected for the presence of the invading ant. However these effects, in native ants as well as in other arthropods, vary depending on the studied population and on the sampled habitat: tree canopy or soil surface. In order to control this invasion, classical treatments with insecticides were applied to one of the supercolonies studied. All the possible expansion fronts of the invasion were attacked with a) an in-house baiting, b) a house perimeter injection treatment, c) tree trunk spraying, and finally d) canopy fogging in order to kill the aphids, which are the main food supply for L. neglectus. Thanks to the knowledge of the biological and ecological features of the supercolony of L. neglectus the results of these integrated treatments were satisfactory. They drastically reduced the probability of finding ants after the treatment and, for the next year after the first treatment, the initial ant levels were lower than those of the year before treating. This treatment was repeated for two years with promising results and great satisfaction of the homeowners.

L'urbanisation est un processus complexe tant par les mécanismes historiques, sociaux, économiques et environnementaux qu'il implique que par les multiples modifications qu'il provoque au sein des écosystèmes. Ainsi, les paysages urbanisés sont soumis à des changements spatialement et temporellement abrupts des conditions environnementales comme la température au sol et dans l'air, la fragmentation des habitats et les concentrations de divers polluants. Pourtant, malgré leur apparente inhospitalité pour la biodiversité, les milieux urbanisés sont de véritables écosystèmes où de nombreuses espèces, natives et invasives, sont capables de survivre et même de prospérer. L‟ « écosystème urbain » est désormais considéré comme un élément important du fonctionnement des environnements densément peuplés, de la santé et du bien être humain ainsi que de la conservation de la biodiversité. De manière plus fondamentale, l'urbanisation, au même titre que le changement climatique et les processus d'invasions biologiques, est une « expérience grandeur nature » nous offrant l'opportunité de comprendre les règles d'assemblage des communautés biologiques, les processus de sélection d'habitat et de dispersion ou encore les processus évolutifs d'adaptation et de diversification. Ce travail s'inscrit dans ce cadre de pensée en se proposant d'étudier les conséquences écologiques et évolutives de l'urbanisation à différents niveaux d'organisations biologiques chez les Formicidae. Cette thèse comprend 4 chapitres s'organisant autour des thèmes et questions suivants : Chapitre 1 : Urbanisation et communautés biologiques : Comment l'urbanisation affecte-t-elle la distribution des espèces à l'échelle du paysage ? Chapitre 2 : Urbanisation et dispersion par l'être humain : Conceptualisation et modélisation du rôle des activités humaines et des réseaux de transports dans la dispersion d'espèces. Chapitre 3 : Urbanisation et interactions biotiques : L'urbanisation affecte-t-elle les patrons de co-invasions d'un couple invasif hôte-parasite introduits indépendamment ? Chapitre 4 : Urbanisation et variations intraspécifiques : Les populations urbaines et rurales présentent-elles des différences de traits biologiques ? Nos résultats démontrent qu'en tant que changement multifactoriel, l'urbanisation affecte de manière complexe la composition des communautés biologiques en modifiant de manière idiosyncrasique la distribution des espèces natives et invasives. En effet, chacune des 7 espèces de fourmis étudiées était affecté par une combinaison unique de facteur environnementaux associés à l'urbanisation (p.ex. fragmentation des milieux ouverts, température de surface) mais également au climat (Chapitre 1, Gippet et al. 2016 Urban Ecosystems). Parce qu'ils concentrent des activités humaines, les paysages urbanisés sont le théâtre de multiples invasions biologiques. En effet, l'être humain déplace de nombreuses espèces, leur permettant de franchir des barrières biogéographiques mais aussi de se propager au sein des paysages. Afin de provoquer la discussion autour du concept de la dispersion des espèces par l'Homme, nous proposons un nouveau point de vue général centré sur les activités humaines (Chapitre 2, Partie 1, Gippet et al. soumis) ainsi qu'un modèle de propagation secondaire d'espèce invasive par les activités humaines : MoRIS, dont la principale innovation est d'utiliser la structure du réseau de transport pour influencer la direction des événements de dispersion (Chapitre 2, Partie 2, Gippet et al. In prep). La suite est à retrouver sur la version téléchargeable du manuscrit / Urbanization is a complex process involving simultaneous changes in several environmental conditions, including ground and air temperature (urban heat island effect), habitat fragmentation and chemical pollution. These changes are often associated with biodiversity loss and changes in ecosystems functioning. However, more than a sink for biodiversity, urban areas constitute true ecosystems where many native and alien species survive and even grow stable populations. The “urban ecosystem” is now considered as an important element in the functioning of densely populated environments, in human health and well-being, as well as in biodiversity conservation. More fundamentally, urbanization constitutes “real life experiment” offering ecologists an opportunity to better understand ecological and evolutionary processes over fine spatial and temporal scale. This thesis investigates ecological and evolutionary consequences urbanization at different biological organization levels using ants (Formicidae) as biological models. First, at the biological community level, we showed that native and alien ant responses to urbanization were species-specific as each species was affected by its own set of environmental changes associated with urbanization (e.g., fragmentation, ground temperature) and climate. Second, we explored the little studied process of human-mediated dispersal by (i) proposing a novel theoretical framework focusing on human activities rather than directly on species and (ii) developing an innovative simulation model of dispersal by transport in terrestrial landscapes, MoRIS (Model of Routes of Invasive Spread). Third, we investigated how urbanization affected novel biotic interactions between an alien ant species (Lasius neglectus), an alien ectoparasite fungus (Laboulbenia formicarum) and native ant species. We showed that urbanization impacted the size of L. neglectus colonies, which were smaller in urban area, as well as L. formicarum prevalence on L. neglectus, which was higher in urban areas. Finally, we investigated intraspecific variations between urban and rural conspecifics of an urban tolerant species: Lasius niger. We found that urban young queens were smaller and lighter, less stressed by high temperature and performed multiple mating more often than rural young queens. In common garden, colony founding success were globally similar but urban incipient colonies produced significantly less pupae (and consequently workers). We also found that workers produced in common garden experiments were more variable in size (higher head width variance in both inter- and intra-colony) in urban colonies than in rural colonies. No evidence for genetic differentiation between urban and rural populations was found, suggesting that gene flow was not disrupted between urban and rural populations. All our results converge to a renewed vision of ecological and potential evolutionary dynamics occurring in urban environments. Further investigation will be necessary to assess how ecological processes influence evolutionary trajectories in urban ecosystems, using both ecological (e.g. ant densities and abundances along the urban gradient) and genomic approaches (e.g. using “genotyping by sequencing” methods to identify genes responsible for adaptation to urbanization)