Les effets des introductions d'espèces non natives sur le milieu restent mal connus et les poissons top-prédateurs, au sommet du réseau trophique (intégrateurs), sont des modèles d'étude intéressants pour observer ces impacts. Des changements de fonctionnement de communautés animales, en liaison avec ces introductions, ont été mis en évidence par les analyses des isotopes stables au sein des réseaux trophiques lentiques et lotiques, grâce à l'évaluation des positions trophiques et des régimes alimentaires des top-prédateurs. De plus, la chimie des otolithes a permis de reconstituer l'histoire de vie de poissons introduits (translocation). Ainsi, de nouvelles informations sur l'écologie trophique des poissons top-prédateurs ont été acquises et permettront la mise en place de plans de gestion.

Dans le contexte des grands bouleversements socio-économiques, technologiques et environnementaux des révolutions agricoles, les zones de montagnes sont souvent considérées comme favorables à la biodiversité et à des pratiques agricoles respectueuses de l'environnement. Pourtant, ces territoires subissent une pression anthropique réelle via l'agriculture ou la sylviculture menant à une des questions fondamentales du siècle à venir sur l'altération des ressources naturelles pas les activités anthropiques. Ces nouveaux systèmes agricoles ont entraîné l'émergence ou l'augmentation d'abondance d'espèces devenues des pestes agricoles. En raison des pertes de productions alimentaires, de la lutte chimique et des dégâts sur la faune non-cible, des réservoirs de zoonoses qu’ils représentent ou comme maillon essentiel des réseaux trophiques, les micro-mammifères et leurs pullulations représentent un domaine d’étude de première importance en écologie. Les politiques agricoles qui ont mené à une spécialisation des pratiques agricoles vers la production herbagère ont contribué à favoriser l’apparition des pullulations de campagnols prairiaux (campagnol terrestre et campagnol des champs) via l’augmentation de la production végétale et une homogénéisation du paysage agricole dans le Massif Jurassien et le Massif Central. Tandis que certains prédateurs comme les petits mustélidés se spécialisent dans la consommation de ces micro-mammifères. D’autres prédateurs, considérés comme généralistes, présentent une réponse fonctionnelle alimentaire en adaptant leur alimentation à la disponibilité de la ressource. Cette réponse fonctionnelle peut être à l’origine d’un report de prédation sur des proies alternatives aux micro-mammifères. Parmi toutes ces espèces, la petite faune chassable et patrimoniale représente à l’heure actuelle des enjeux de gestion et de conservation marqués.Cette thèse a pour but de comparer deux zones géographiques (vallée alpine de la Haute-Romanche et Massif Jurassien) présentant un degré a priori différent de connaissances sur les systèmes de pullulations de campagnols prairiaux. Nous avons, au travers de ce travail, comparé le phénomène de pullulation observé en Haute-Romanche avec les connaissances actuelles du Massif Jurassien. Nous avons également, par l’analyse de données de monitoring à long terme et la mise en place d’expérimentations de terrain, essayé d’apporter des informations quant aux relations entre proies et prédateurs dans un système de pullulation de campagnol prairiaux en milieu tempéré. L’objectif est de tenter une comparaison tant que faire se peut entre les deux zones géographiques pour améliorer la gestion de ces écosystèmes.Notre premier travail fut d’analyser les données récoltées entre 1998 et 2010 pour caractériser le fonctionnement spatio-temporel du campagnol terrestre en Haute-Romanche. Nous avons également confronté ces données à l’histoire agricole de la vallée entre 1810 et 2003 à l’échelle parcellaire. Dans un premier temps, nous avons constaté que le scénario historique agricole était similaire entre cette vallée de la Haute-Romanche et d’autres zones montagnardes européennes, avec une spécialisation sur la production herbagère et comme effet direct la disparition virtuelle des zones labourées, le cantonnement des zones de fauches dans les fonds de vallée et l’extension des zones de pâtures au reste des zones exploitées pour l’agriculture. En se basant sur ces données, nous avons pu mettre en évidence un lien corrélatif à l’échelle parcellaire entre l’occupation du sol actuelle et l’intensité de la pullulation du campagnol terrestre. Les zones pâturées ont présenté une amplitude de l’abondance en campagnol terrestre moins importante que les zones fauchées. L’occupation agricole actuelle étant directement dépendant de l’histoire agricole de la vallée, il apparaît vraisemblable que la spécialisation agricole vers la production herbagère dans cette vallée est, comme dans le Jura, à l’origine / In the context of the great socio-economic, technological and environmental upheavals of agricultural revolutions, mountain areas are often considered as favorable to biodiversity and environmentally friendly agricultural practices. However, these territories are under real anthropic pressure via agriculture or forestry leading to one of the fundamental questions of the coming century on the alteration of natural resources, not human activities. These new farming systems have led to the emergence or increase in abundance of species that have become agricultural pests. Due to loss of food production, chemical control and damage to non-target fauna, reservoirs of zoonoses they represent or as an essential link in food webs, micro-mammals and their outbreaks represent an area of study of primary importance in ecology. Agricultural policies that have led to a specialization of agricultural practices towards grassland production have contributed to the emergence of outbreaks of prairie voles (ground vole and field vole) through increased crop production and homogenization of the agricultural landscape. in the Jurassic Massif and the Massif Central. While some predators like small mustelids specialize in the consumption of these micro-mammals. Other predators, considered as generalists, present a functional food response by adapting their diet to the availability of the resource. This functional response may be at the origin of a postponement of predation on prey alternatives to micro-mammals. Of all these species, hunting and heritage small-scale wildlife presently represent marked management and conservation issues. The purpose of this thesis is to compare two geographical zones (Upper Romans valley and Upper Jurassic mountains) with a priori different degree of knowledge about prairie volcano outbreak systems. Through this work, we compared the phenomenon of outbreaks observed in Haute-Romanche with current knowledge of the Jurassian Massif. We also, through the analysis of long-term monitoring data and the implementation of field experiments, tried to provide information on the relations between prey and predators in a meadow vole breeding system in a temperate environment. . The objective is to try to make a comparison as much as possible between the two geographical areas to improve the management of these ecosystems. Our first work was to analyze the data collected between 1998 and 2010 to characterize the spatio-temporal functioning of the ground vole in Haute-Romanche. We also compared these data to the agricultural history of the valley between 1810 and 2003 at the plot scale. Firstly, we found that the agricultural historical scenario was similar between this valley of Haute-Romanche and other European mountain areas, with a specialization on grassland production and as a direct effect the virtual disappearance of plowed areas, the cantonment of mowing areas in the valley bottoms and extension of grazing areas to the rest of the areas used for agriculture. Based on these data, we were able to highlight a correlative link at the plot scale between the current land use and the intensity of the vole's overgrowth. Grazing areas had a lower vole abundance than mowed areas. The current agricultural occupation being directly dependent on the agricultural history of the valley, it seems likely that the agricultural specialization towards grassland production in this valley is, as in the Jura, the origin

Dans ce travail de thèse, nous avons analysé les résidus des plusieurs contaminants anthropiques dans des prédateurs de la chaîne alimentaire aquatique et des proies de la chaîne terrestre. En effet, la loutre, le grand cormoran et le silure sont prédateurs piscivores au sommet de la chaîne alimentaire, les pesticides organochlorés, les PCBs et les éléments traces métalliques (plomb, cadmium, cuivre et mercure) ont été détectés dans tous les foies de ces prédateurs prélevés dans les bassins de la Loire en France. Les PCBs sont les organochlorés les plus répandus dans les trois espèces, suivi des DDTs. Les valeurs maximales de PCBs ont atteint 1,61, 1,96 et 0,28 mg/kg de poids frais pour les cormorans, les loutres et les silures, respectivement. La concentration du mercure a dépassé la limite toxique pour plus de 40 % des cormorans analysés. L‘effet « cocktail » de ces contaminants sur les trois espèces n‘est pas étudié dans cette thèse. Cependant, Les concentrations des organochlorés et des éléments traces dans ces prédateurs sont généralement modestes ou faibles. Ainsi, Il nous semble que ces contaminants ne constituent pas une menace pour la conservation de ces espèces à court ou moyen terme. Par ailleurs, dans le réseau trophique terrestre, nous avons trouvé que trois rodenticides anticoagulants la chlorophacinone, la bromadiolone et le brodifacoum s‘accumulent dans les limaces de la manière rapide et stable au cours de temps, par contre aucune mortalité n‘a été observée chez les limaces. Le brodifacoum a été détecté dans plus de 90 % des limaces prélevées sur le terrain, et nous avons constaté que ces limaces représentaient un risque élevé d'empoisonnement secondaire pour trois de leurs prédateurs, le hérisson européen, la musaraigne commune et l'étourneau sansonnet. On pourrait donc confirmer que les invertébrés constituent une source non négligeable de rodenticides pour leurs prédateurs.L‘objectif de cette thèse est de montrer l‘influence du régime alimentaire sur la contamination des proies, des prédateurs et d‘évaluer les risques toxicologiques pour ces espèces / In this work, we analyzed the residues of several anthropogenic contaminants in predators of the aquatic food chain and prey of the terrestrial chain. The otter, the great cormorant and the catfish are piscivorous predators at the top of the food chain. Organochlorine pesticides, PCBs and trace elements (lead, cadmium, copper and mercury) were detected in all these predators collected from the basins of the Loire in France. Residue level of PCBs in these predators was the highest followed by DDTs and maximal PCB values reached 1.61, 1.96, and 0.28 mg/kg wet weight for cormorants, otters, and catfish, respectively. The concentration of mercury exceeded the toxic thresholds for more than 40% of the cormorants analyzed. The possible combined effect of these contaminants on the three species has not been studied in this thesis. However, the concentrations of organochlorines and trace elements are generally modest or low. Thus, it seems that these contaminants do not constitute a major threat to the conservation of these species for the short or medium term. Furthermore, in the terrestrial food chain, we found that three anticoagulant rodenticides chlorophacinone, bromadiolone and brodifacoum accumulate in slugs in a stable way over the time, whereas no mortality was observed in slugs. Brodifacoum was detected in more than 90% of the slugs collected in the field, and we found that these slugs represented a high risk of secondary poisoning for three of their predators, European hedgehog, common shrew and European starling. Therefore, it could be confirmed that invertebrates constitute a non-negligible source of rodenticides for their predators.The objective of this thesis is to show the influence of the diet on the contamination of prey, predators and to evaluate the toxicological risks for these species

Dans les agroécosystèmes, la biodiversité fonctionnelle et la biodiversité associée fournissent de nombreux services à l'homme dont la pollinisation, la régulation biologique et le cycle des nutriments. L'association des cultures est une pratique agricole qui augmente la diversité des plantes dans les agroécosystèmes, fournit des ressources alimentaires alternatives et structure les communautés des arthropodes. Elle favorise les prédateurs généralistes pour la régulation biologique des ravageurs. Cette étude vise à comprendre comment la diversité des plantes, à l'échelle de la parcelle, structure les réseaux trophiques des arthropodes et peut participer à améliorer la régulation biologique des ravageurs. Tout d'abord, une méta-analyse a été réalisée afin de rechercher la relation générale liant la diversité végétale considérée à l'échelle locale et le contrôle des insectes ravageurs par les prédateurs généralistes. Ensuite, sur un réseau de 20 parcelles paysannes de la région de Njombé au Cameroun, nous avons étudié l'effet de la diversité des plantes cultivées sur la structure du réseau trophique des arthropodes. Les résultats ont montré que l'abondance des prédateurs était positivement corrélée avec la diversité des plantes alors que celle des herbivores était négativement corrélée avec la diversité des plantes. L'effet inverse de la diversité des plantes sur les abondances des prédateurs et des herbivores suggère que des effets top-down structurent la communauté des arthropodes dans les parcelles de plantain. Enfin, l'effet de trois cultures couramment associées au plantain (maïs Zea mays, macabo Xanthosoma sagittifolium, et pistache Lagenaria siceraria) sur i) la structure de la communauté des fourmis et ii) les dégâts de Cosmopolites sordidus ont été étudiés dans un essai réalisé en station expérimentale. Les trois cultures associées ont eu un effet significatif sur l'abondance de tous les taxa de fourmis collectés mais le sens et la magnitude de cet effet ont varié selon les taxa. Cela montre le levier que constituent les cultures associées pour structurer la communauté des prédateurs généralistes de l'agroécosystème. Les abondances de tous les taxa de fourmis étaient également corrélées avec les dégâts de C. sordidus. Les abondances de Camponotus spp., Monomorium spp., Paratrechina longicornis et Tetramorium sp. étaient négativement corrélées avec les dégâts de C. sordidus montrant leur potentiel de régulation de ce ravageur. Cette étude à l'échelle de la communauté de l'agroécosystème suggère qu'il est nécessaire de prendre en compte les effets de la diversité végétale à tous les niveaux trophiques pour espérer maximiser le service de régulation des ravageurs.Mots clés : Diversité des plantes, cultures associées, réseaux trophiques, arthropodes, fourmis, structure de la communauté / Functional diversity and associated biodiversity in agroecosystems provide and promote important services to human society such as pollination, biological control, and nutrient cycling. Intercropping is a practical way to increase plant diversity in agroecosystems and participates to provide alternative foods and to structure arthropod communities, including generalist predators involved in pest control. To better understand how plant diversity structures the arthropod food web and how the control of pest may be optimized, we first made one meta-analysis to understand the mechanisms linking plant diversity to pest control by generalist predators at local scale. We second studied the effect of plant diversity on the arthropod community in contrasted plantain fields. We showed that predator abundance was positively correlated with plant diversity while herbivore abundance was negatively correlated with plant diversity. This strong and inverse effect of plant diversity on herbivore and predator abundance suggests that top-down forces structure the arthropod community in plantain fields and that it should be possible to structure the predator community to better control herbivores including pests. In a third step, we measured the effect of combinations of three associated crops maize Zea mays, cocoyam Xanthosoma sagittifolium and gourd Lagenaria siceraria as intercrops on ant community structure and then the effect relation between ant abundances with Cosmopolites sordidus damages. The three associated plants had a significant effect on abundance of all ant species but in different magnitudes and with either negative or positive effect showing that the selection of plant species that are intercropped is an efficient way to structure the ant community. The abundances of all species of ants were positively or negatively correlated with the damages of C. sordidus larvae. The abundances of Camponotus spp., Monomorium spp., Paratrechina longicornis and Tetramorium sp. were negatively correlated to C. sordidus damage. These ants appear to be the best candidates for C. sordidus control. These findings will help in the design of plantain agroecosystems that enhance pest control services.Keywords: Plant diversity, intercropping, arthropod food webs, ants, interspecific interactions, habitat structure

Ma thèse explore les changements dans les stratégies comportementales du loup gris (Canis lupus), de l’orignal (Alces alces) et du caribou forestier (Rangifer tarandus caribou) en réaction à l’aménagement de la forêt boréale. J’ai étudié les facteurs qui déterminent la répartition spatiale des trois espèces en analysant leurs déplacements et leur sélection d’habitat, puis en évaluant le jeu spatial prédateur-proie. Mon premier chapitre révèle que les différences de tactique de déplacements entre le prédateur et ses proies créent des probabilités relatives de rencontre asymétriques entre les espèces le long de leurs trajectoires de déplacement. Par exemple, compte tenu du temps passé dans les différents milieux, les caribous avaient un risque relativement élevé de rencontrer des loups dans les coupes en régénération, alors que les loups y avaient relativement peu de chance de rencontrer des caribous. Les loups croisaient les trajectoires des orignaux plus souvent que celles des caribous. Mon second chapitre démontre que l’aménagement forestier influence le temps de résidence et les déplacements inter-parcelles du caribou et de l’orignal en diminuant la connectivité de leur habitat. La théorie des graphes montre que, dans leur réseau de peuplements fortement sélectionnés par les proies, les deux proies évitaient les parcelles entourées de coupes et de routes. Les proies réduisaient également leur temps de résidence dans ces parcelles lorsqu’elles devaient s’y rendre en faisant de longs déplacements. Les loups sélectionnaient les parcelles de végétation les plus connectées à l’intérieur du réseau de leurs proies, et cela plus fortement même dans les secteurs qui étaient largement utilisés par les proies. Mon troisième chapitre indique que de décembre à mai, la probabilité de cooccurrence du loup et du caribou est la plus forte en périphérie des secteurs de coupes, dans les massifs forestiers préservés pour la protection du caribou. Ainsi, il est avantageux de considérer les relations prédateur-proie pour élaborer des plans d’aménagement efficaces à la protection des espèces animales. Ma thèse souligne l’influence majeure des activités humaines sur les stratégies de sélection d’habitat du loup, du caribou et de l’orignal, sur la dynamique de leur répartition spatiale et, ultimement, sur le jeu loup-proie. / My thesis explores the changes in behavioral strategies by the gray wolf (Canis lupus), moose (Alces alces) and forest-dwelling caribou (Rangifer tarandus caribou), in response to boreal forest management. I studied the factors that determine the spatial distribution of the three species, first by analyzing their movements and habitat selection, and then by assessing the predator-prey spatial game. My first chapter reveals that differences in movement tactics between the predator and its prey create asymetric relative probability of encounter between wolves and either of their prey along their movement paths. For example, given the time spent in the different land cover types along their paths, caribou had a relatively high risk of encountering wolves in regenerating cuts, while wolves had a relatively low probability of encountering caribou in these cuts. Overall, wolves intersected the paths of moose more often than those of caribou. My second chapter demonstrates that logging influences the residency time and inter-patch movement probabilities of caribou and moose by decreasing habitat connectivity. Graph theory showed that both prey species avoided network nodes (i.e., species-specific high-quality patches) surrounded by cuts and roads. Prey reduced their residency time in these nodes when they had to make relatively long inter-node movements to get there. Wolves selected the most connected nodes within their prey’s network, a selection that was even stronger than the selection for areas of high utilization distribution of its prey. My third chapter shows that from December to May, the relative probability of co-occurrence between wolf and caribou was highest in the vicinity of cutblocks areas, in the forest blocks protected from harvesting for the conservation of caribou. The consideration of predator-prey spatial relationships is therefore essential to the development of efficient management plans aimed at species recovery. My thesis underscores the major impact of human activities on habitat selection strategies by wolves, caribou and moose, on the dynamics of their spatial distribution, and, ultimately, on the wolf-prey game.

Dans l’océan, les bancs de proies représentent une source d’alimentation ponctuelle. Pour pallier à cela, les oiseaux marins profitent de l’information sociale provenant de conspécifiques, hétérospecifiques, ou bateaux de pêche. Dans cette thèse, nous cherchons à évaluer l’influence de différentes sources d’information sur les stratégies de recherche alimentaire des oiseaux marins en milieu pélagique tropical.Les oiseaux détectent des prédateurs ou des bateaux à des distances dépassant dix kilomètres. Nous étudions donc leur distribution à sub-méso-échelle, ceci grâce à des images d’un radar à bord d’un thonier senneur.Les images radar offrent une visualisation, dans les 30 km autour du navire, de la distribution instantanée de la communauté d’oiseaux en vol et de leurs déplacements. Nous mettons au jour des motifs d’agrégation temporaires, d’une dizaine de kilomètres de diamètre, au sein de la distribution des oiseaux. Les distances entre groupes d’oiseaux sont compatibles avec l’échange d’information au sein de ces agrégations.Une étude plus fine révèle des vols coordonnés de groupes d’oiseaux distants de plusieurs centaines de mètres («râteaux»), suggérant un haut degré de coopération lors de la recherche de proies. Nous questionnons ensuite le degré de perturbation du senneur dans la recherche alimentaire des oiseaux. Les résultats indiquent que les oiseaux marins discriminent les différentes activités du navire.Ce travail constitue, à notre connaissance, la première utilisation des radars embarqués pour l’étude de l’écologie des oiseaux en haute mer, et ouvre nombre de perspectives pour comprendre la dynamique des interactions entre prédateurs marins supérieurs. / In the ocean, prey is patchily distributed. To overcome this challenge, pelagic seabirds benefit from social information from conspecifics, heterospecifics, or fishing boats.As part of this dissertation, we aim at evaluating the influence of different information sources in seabird foraging strategies in the tropical pelagic environment.Seabirds can detect visible predators or boats at distances of over ten kilometres. We thus study the distribution of seabirds at sub-meso-scale, analysing images recorded from a radar on board a tuna purse-seiner. Radar images provide a visualisation of the instantaneous distribution of the in-flight seabird community as well as seabird movements within thirty kilometres of the seiner. We detect over-aggregatedand temporary patterns, spanning about ten kilometers, within flying seabirds’ distribution. Distancesbetween seabird groups are compatible with information exchanges within these aggregations. A finer scale study reveals coordinated flights of seabird groups distant of hundreds of meters from each others (« rakes »), and suggesting a high level of coordination during foraging. We then investigate the potential disturbance induced by the seiner in the seabirds’ foraging network.First results indicate that seabirds can discriminate the different seiner’s activities.To our knowledge, this work is the first contribution of on board radars use for the study of seabird ecology in the high seas, and opens interesting perspectives, such as the understanding of interactions’ dynamics within the marine top-predators guild.

Dans les agroécosystèmes, les réseaux trophiques sont souvent structurés à partir de la plante d’intérêt agronomique, qui permet aux herbivores qui lui sont associés de se développer, notamment les bioagresseurs. La monoculture de bananiers a permis au charançon du bananier (Cosmopolites sordidus) de prospérer. Les larves de C. sordidus se nourrissent exclusivement de bananiers et provoquent leur chute, réduisant fortement le rendement dans la plupart des régions de production. Cette thèse a cherché à élucider la structure et le fonctionnement du réseau trophique de la bananeraie et particulièrement les interactions trophiques qui lient le C. sordidus aux autres espèces. L’objectif appliqué en ligne de mire était de favoriser les prédateurs généralistes pour augmenter la régulation naturelle de C. sordidus.1. Quel est l’effet de l’ajout d’une plante de couverture sur la prédation de C. sordidus ? En utilisant une variété de méthodes – isotopes stables, piégeage, infestation artificielle de bananiers, nous avons testé avec succès l’hypothèse selon laquelle l’enherbement induit, via le développement de proies alternatives, un changement de régime alimentaire des prédateurs généralistes, une augmentation de leurs abondances et une plus forte prédation des oeufs de C. sordidus.2. Quel est la structure du réseau trophique ? Nous avons combiné le séquençage haut-débit (technologie 454) avec le concept de codes-barres à ADN pour identifier les proies présentes dans le contenu stomacal des consommateurs. Nous avons utilisé un marqueur chloroplastique (boucle P6 trnL) pour identifier le bol alimentaire des herbivores, et un marqueur mitochondrial (mini-CO1) pour les prédateurs. Cette approche a permis de détecter des espèces qui n’avaient pas été échantillonnées, d’identifier les prédateurs naturels de C. sordidus au champ, et de quantifier les interactions à l’échelle des populations.3. Comment la structure du réseau trophique peut-elle influencer la régulation de C. sordidus ? Nous avons cherché les différents éléments structuraux (motifs) présents dans le réseau trophique de deux agroécosystèmes bananiers (sur sol nu et sur sol enherbé), et analysé leurs fonctions. Nous avons notamment décelé un motif composé de 4 espèces (2 ressources et 2 consommateurs) qui est représenté en grand nombre par rapport à un modèle neutre de réseau trophique. Ce motif s’est révélé systématiquement déséquilibré en faveur d’une proie, ce qui démontre qu’une distribution asymétrique des forces d’interactions permet de structurer le réseau. L’analyse de la position de C. sordidus dans les motifs décelés a permis de révéler ses interactions préférentielles avec les autres espèces de la communauté.Cette thèse montre comment le couplage de méthodes innovantes et complémentaires permet d’avoir une approche globale du fonctionnement trophique de l’agroécosystème. Les résultats montrent l’importance des ressources primaires (autres que la plante cultivée) sur la structuration du réseau trophique des arthropodes et sur le potentiel de régulation des bioagresseurs. Ce travail illustre également le lien entre la structure globale d’une communauté et l’évaluation des fonctions qui y sont associées / In agroecosystems, food webs are often structured from the crop, which enables the associated herbivores, including pests, to develop. For instance, monoculture in banana fields allowed the development of the banana weevil (Cosmopolites sordidus) populations. Borrowing larvae of C. sordidus cause banana plants topple over, which dampens the yield in most production areas. In this Ph.D. thesis, we attempted to disclose the structure and function of the banana food web, and particularly the trophic interactions that link banana weevil to others species. The applied perspective was to enhance population of generalist predators in order to increase the natural regulation of the pest.1. What is the effect of adding a cover crop on the predation of the pest?By using a variety of methods - stable isotopes analyses, trapping, artificial infestation of banana trees, we successfully tested the hypothesis according to which the addition of a cover crop, by enabling population of alternative preys to develop in the system, induces a change in predator diet, an increase of predator densities, and a greater predation rate on the eggs of C. sordidus.2. How is structured the food web?We combined next generation sequencing (454 technology) with the DNA barcoding concept to identify prey into gut contents of consumers. We used a chloroplastic marker (trnL) to identify the diet of herbivores, and a mitochondrial marker (CO1) for predators. This approach enabled the detection of unexpected species, the identification of the natural enemies of the pest, and the weighting of trophic interactions at the population scale.3. How can food web structure influence pest regulation?We searched structural elements (network motifs) occurring in the food webs of two banana agroecosystems (on bare soil and with cover crop), and we inferred the system functions. We detected the “bi-fan” size-4 motif, which occurred more frequently in the cover cropped food web than in random food webs. Interestingly, this motif was unbalanced for one of the two resources, illustrating the asymmetrical distribution of interaction strengths that shapes food web structure. The analysis of the position of C. sordidus within key motifs revealed its preferential interactions with other species of the community.This Ph.D. thesis emphasizes how linking innovative and complementary methods provides a comprehensive approach of the trophic functioning of the banana agroecosystem. Our results show the importance of primary resources (other than the cultivated crop) on the structure of arthropods’ food webs and on the pest regulation potential. This work also illustrates the link between the community structure and the evaluation of associated functions (i.e. pest regulation)

L'étude des réseaux trophiques nécessite une compréhension des phénomènes naturels relatifs à la distribution et l'abondance des organismes dans leur environnement. Les oiseaux marins tropicaux ont une distribution hiérarchique qui dépend de la position de leurs colonies vis à vis des structures physiques du milieu favorisant la production biologique, et de la capacité de dispersion des oiseaux, qui est fortement influencée par leur statut (reproducteur, migrateur, ...). A macro-échelle (103km) cette distribution reflète les limites de leurs habitats, à méso-échelle (10²km) la présence de structures qui agrègent les proies et à micro-échelle (101 km), la présence temporaire en surface, de proies rendues accessibles le plus souvent par les bancs de prédateurs en chasse, tels que les thons. Dans le sud-ouest de l'océan Indien, plus de 6 millions d'oiseaux sont présents, dont 99% sont des sternes fuligineuses. Elles se reproduisent de façon saisonnière en hiver austral aux Seychelles et à Europa, en été austral à Juan de Nova. La concentration en chlorophylle plus élevée autour des colonies saisonnières favorise le développement de chaînes alimentaires qui aboutissent aux sternes. La position des Glorieuses semble avoir favorisé une reproduction sub-annuelle,soutenue par la présence de proies autour des colonies toute l'année. Les rélèvements de biomasse effectués par les sternes en reproduction sont estimés à plus de 55 000 tonnes par an, dans le canal du Mozambique. Ces prélèvements concernent des calmars, des poissons pélagiques et des larves de poissons, avec des proportions variables suivant les sites.

Cette thèse a pour objet la modélisation de systèmes multi-proies-prédateurs. Elle s'intéresse particulièrement à l'influence du comportement d'un prédateur sur les interactions indirectes entre ses proies, i.e. l'effet de l'ajout d'une proie sur la densité des autres. La théorie classique prédit l'occurrence d'effets indirects négatifs entre les proies, ou compétition apparente, résultant de l'interaction avec un prédateur commun ; des résultats plus récents identifient certains mécanismes à même d'atténuer ces effets négatifs. Nos travaux revisitent les hypothèses autour de ces mécanismes dans des systèmes composés de deux proies et de leur prédateur commun. Après avoir fixé le cadre écologique en rappelant les principaux types d'interactions directes et indirectes, nous introduisons les modèles proies-prédateurs classiques. Les travaux se concentrent ensuite sur une famille de modèles présentant de la densité-dépendance négative chez les prédateurs couplés à différentes modélisations du comportement des prédateurs lorsqu'ils sont confrontés à plusieurs types de proies. Nous montrons notamment que les interactions entre ces mécanismes peuvent inverser la compétition apparente et, contre intuitivement, accroître la densité des proies par l'intermédiaire d'un prédateur commun. Nos résultats trouvent pour partie application en lutte biologique, où il est courant de chercher à favoriser les auxiliaires en aménageant leur environnement (apport de nourriture alternative, refuge, ...). Ils suggèrent que de telles pratiques peuvent se révéler contre-productives, le contrôle des ravageurs pouvant être affaibli du fait d'une distraction de leurs prédateurs.

Dans les agroécosystèmes, les réseaux trophiques sont souvent structurés à partir de la plante d'intérêt agronomique, qui permet aux herbivores qui lui sont associés de se développer, notamment les bioagresseurs. La monoculture de bananiers a permis au charançon du bananier (Cosmopolites sordidus) de prospérer. Les larves de C. sordidus se nourrissent exclusivement de bananiers et provoquent leur chute, réduisant fortement le rendement dans la plupart des régions de production. Cette thèse a cherché à élucider la structure et le fonctionnement du réseau trophique de la bananeraie et particulièrement les interactions trophiques qui lient le C. sordidus aux autres espèces. L'objectif appliqué en ligne de mire était de favoriser les prédateurs généralistes pour augmenter la régulation naturelle de C. sordidus.1. Quel est l'effet de l'ajout d'une plante de couverture sur la prédation de C. sordidus ? En utilisant une variété de méthodes - isotopes stables, piégeage, infestation artificielle de bananiers, nous avons testé avec succès l'hypothèse selon laquelle l'enherbement induit, via le développement de proies alternatives, un changement de régime alimentaire des prédateurs généralistes, une augmentation de leurs abondances et une plus forte prédation des oeufs de C. sordidus.2. Quel est la structure du réseau trophique ? Nous avons combiné le séquençage haut-débit (technologie 454) avec le concept de codes-barres à ADN pour identifier les proies présentes dans le contenu stomacal des consommateurs. Nous avons utilisé un marqueur chloroplastique (boucle P6 trnL) pour identifier le bol alimentaire des herbivores, et un marqueur mitochondrial (mini-CO1) pour les prédateurs. Cette approche a permis de détecter des espèces qui n'avaient pas été échantillonnées, d'identifier les prédateurs naturels de C. sordidus au champ, et de quantifier les interactions à l'échelle des populations.3. Comment la structure du réseau trophique peut-elle influencer la régulation de C. sordidus ? Nous avons cherché les différents éléments structuraux (motifs) présents dans le réseau trophique de deux agroécosystèmes bananiers (sur sol nu et sur sol enherbé), et analysé leurs fonctions. Nous avons notamment décelé un motif composé de 4 espèces (2 ressources et 2 consommateurs) qui est représenté en grand nombre par rapport à un modèle neutre de réseau trophique. Ce motif s'est révélé systématiquement déséquilibré en faveur d'une proie, ce qui démontre qu'une distribution asymétrique des forces d'interactions permet de structurer le réseau. L'analyse de la position de C. sordidus dans les motifs décelés a permis de révéler ses interactions préférentielles avec les autres espèces de la communauté.Cette thèse montre comment le couplage de méthodes innovantes et complémentaires permet d'avoir une approche globale du fonctionnement trophique de l'agroécosystème. Les résultats montrent l'importance des ressources primaires (autres que la plante cultivée) sur la structuration du réseau trophique des arthropodes et sur le potentiel de régulation des bioagresseurs. Ce travail illustre également le lien entre la structure globale d'une communauté et l'évaluation des fonctions qui y sont associées