In contrast to the much that is known about herbivory and its consequences, lichenovory has seldom been studied. Recently, studies confirming the anti-feedant role of lichen secondary metabolites were brought out and hypotheses considering the nature of these interactions were introduced. Also, a few papers dealing with the ecological consequences of lichenovory were published lately. My thesis was aimed on the secondary metabolites issue and the preferences of the lichen feeders in the natural conditions. Six epiphytic lichen species containing secondary compounds (Parmelia sulcata, P. saxatilis, Parmelina tiliacea, Melanelixia glabratula, M. subaurifera, M. glabra), two without them (Melanohalea exasperata, M. exasperatula) and two species of gastropods that naturally climb the trees to feed on lichens (Lehmannia marginata, Cochlodina cerata) were selected for grazing experiments. The deterring role of the lichen compounds was proven. These were also identified using thin-layer chromatography. Subsequently, a transplantation experiment was carried out. It was focused on specifying the preferences of lichen grazers in their natural habitat. The genus Melanohalea that does not contain any secondary metabolites was strongly prefered. No significant preferences among the other species used in the...

Herbivory is one of most important factors which form meadow ecosystems. These ecological communities have one of the biggest variety of species in Central Europe and their research is important in terms of management of protected species as well. Localities which has a similar importance, is also a meadow ecosystem with occurrence of Succisa pratensis, the only host plant for rare butterfly Euphydryas aurinia. Research of Succisa and its other herbivores can improve a protection of this particular butterfly. Effects of herbivores of Succisa were examined by several experiments. The first one was a field cage experiment. Its aim was to detect what kinds of herbivores (rodents and invertebrates) are involved in herbivory of leaf rosettes of Succisa and what is their impact on the fitness of these plants. The intensity of herbivory of Succisa was measured for over two vegetation seasons on the month bases. In this experiment were also examined effects of surrounding vegetation on the studied plants of Succisa. The second experiment was performed in a garden. Its aim was to clarify the role of herbivores of leaf rosettes, stalks and their interactions on the fitness of Succisa. The third experiment was concerned to true bugs, which are pre-dispersal predators of seeds of Succisa. Their effects on...

Les herbivores invertébrés sont présents dans presque tous les habitats de la planète et peuvent grandement affecter la performance des plantes en nature. Que ce soit en communautés naturelles ou artificielles, une grande variation des taux d'herbivorie entre différentes espèces de plante [i.e. plantes] peut être observée. Ceci s'explique par le fait que les caractéristiques fonctionnelles des plantes, aussi appelées « traits », affectent les préférences des herbivores. Une espèce de plante, de par ces traits physiologiques, morphologiques ou phénologiques, peut donc décourager et/ou éviter l'herbivorie. La compréhension des relations entre les herbivores invertébrés et les traits des plantes est donc indispensable à la compréhension de l'assemblage des communautés herbivores-plantes. Cependant, les connaissances sur les liens entre les différents traits des plantes et la préférence des herbivores sont diffuses et incomplètes. Ce mémoire vise donc à quantifier et caractériser les effets de plusieurs traits fonctionnels de plantes herbacées sur la quantité de dommage foliaire faite par des herbivores invertébrés et à comparer ces effets entre monocultures et polycultures. Pour ce faire, j'ai participé au projet du Jena Experiment , une prairie expérimentale située en Allemagne visant à étudier la biodiversité. Cette prairie est exposée aux herbivores invertébrés naturels se trouvant sur le site de l'étude. Pour réaliser mon projet, les degrés d'herbivorie causés par les invertébrés ainsi que les valeurs de plusieurs traits fonctionnels des plantes ont été mesurés pour chacune de 51 espèces de plante [i.e. plantes] se trouvant sur le site d'étude. Travaillant d'abord avec des monocultures, sept traits sur 42 mesurés ont été sélectionnés dans une régression multiple en tant que prédicteurs importants de l'herbivorie. Le modèle est robuste et explique 63% de la variation en dommage subi par les espèces à l'étude. Parmi ces sept traits, deux sont physiologiques (concentration de lignine et d' azote dans les feuilles), deux sont morphologiques (architecture des racines et érection de la tige), un est phénologique (durée de vie du feuillage) et deux sont reliés aux herbivores (nombre d'espèces de coléoptère et d'hémiptère pouvant potentiellement prédater les plantes). Dans une seconde étape, à partir de l'herbivorie mesurée en monoculture et des sept traits sélectionnés dans le premier volet, trois modèles ont été développés pour prédire l'herbivorie dans des communautés formant un gradient de biodiversité de une à 60 espèces de plantes. Pour les trois différents modèles, le pouvoir de prédiction était faible; de 6 à 32% de variance en dommage foliaire expliquée. De plus, la déviation entre valeurs observées et valeurs prédites de l'herbivorie augmentait significativement avec l'augmentation du niveau de biodiversité dans les communautés. Les résultats de ce mémoire suggèrent que des patrons complexes de corrélation entre les différents traits des plantes existent et qu'il est donc nécessaire de travailler avec le plus de traits possibles pour identifier ceux qui contrôlent vraiment l'herbivorie. De plus, des interactions entre les différentes espèces de plante [i.e. plantes] d'une communauté semblent affecter de façon importante, directement ou pas, les dommages foliaires infligés par les herbivores invertébrés.Les conclusions de ce mémoire remettent en question l'importance relative des traits agrégés pour prédire des processus écologiques à facteur biotique tel que l'herbivorie et soulignent la complexité des relations entre deux niveaux trophiques.

Himatanthus tarapotensis (Apocynaceae) connu au Pérou comme "bellaco caspi", est un arbre répandu dans plusieurs types d’habitat de l’Amazonie péruvienne où il est très utilisé en médicine traditionnelle pour le traitement de certaines maladies. Les propriétés médicinales des espèces de Himatanthus sont liées notamment à la présence du terpène bioactif pluméricine. Le potentiel pharmacologique de la pluméricine et le succès reproductif de H. tarapotensis ont mené à la réalisation de cette étude afin d’explorer les patrons de production de ce composé le long des variations des gradients environnementaux déterminés par les différents types d’habitat où la plante pousse naturellement. Cependant, il existe une confusion autour de la délimitation des espèces du genre Himatanthus qui pousseraient au Pérou et les noms scientifiques qui doivent être utilisés. En conséquent une partie de cette étude a consisté en l’évaluation taxonomique du genre Himatanthus. Dans la première partie de la thèse est présentée une révision synoptique des espèces de Himatanthus de l'Amazonie péruvienne, avec la finalité d'introduire une stabilité taxonomique de ces espèces au Pérou. Trois espèces de Himatanthus se trouvent au Pérou : H. tarapotensis, H. phagedaenicus et H. revolutus, distinguées entre eux notamment par des traits reproductifs. Dans la seconde partie, les feuilles d’individus juvéniles de H. tarapotensis qui se développent sur deux types d’habitat ont été prélevées pour évaluer la production de pluméricine en fonction des facteurs environnementaux : type de sol, période de précipitations, et pression des insectes en tenant compte de la croissance de la plante. La production de pluméricine chez H. tarapotensis ne montre pas différences significatives en fonction des types de sol. Mais, il a été observé une variation temporelle de la concentration du composé corrélée positivement avec la pression des insectes, notamment avec la larve herbivore Isognathus leachii (Lepidoptera : Sphingidae) et négativement avec la croissance. En même temps, ces deux facteurs ont été corrélés avec la précipitation, ce qui suggère que l’intensité de pluie influencerait la production de pluméricine de manière indirecte. Le composé bioactif pluméricine pourrait avoir un patron de production déterminé par son rôle médiateur des interactions de H. tarapotensis avec son environnement. / Himatanthus tarapotensis (Apocynaceae) known in Peru as "bellaco caspi", is a common tree from several habitats in the Peruvian Amazon, where is widely used in traditional medicine for the treatment of various diseases. Medicinal properties from species of Himatanthus have been mainly related to the presence of a bioactive terpene plumericin. The pharmacological potential of plumericin and reproductive success of H. tarapotensis gave rise to the present study to explore the production patterns of this compound in function of environmental gradients determined by the different habitat types where this species grows in nature. However, the delimitation of Himatanthus species has long been problematic, and much confusion remains as to which names should be used and which species delimitations should be adopted. Consequently, a part of this study was dedicated to a taxonomic revision of Himatanthus species occurring in Peru. Therefore, in chapter 1 is presented a synoptic revision of Himatanthus species from the Peruvian Amazon, with the aim of introducing taxonomic stability of those species in Peru. Three species of Himatanthus are present in Peru: H. tarapotensis, H. phagedaenicus and H. revolutus, distinguished among themselves mainly by reproductive traits. In chapter 2, leaves collected from juvenile individuals of H. tarapotensis growing on two Amazonian habitats were used to evaluate the plumericin production in relation to environmental factors: soil type, period of precipitation, and insects pressure, keeping in mind their relation with the growth patterns of the plant. Plumericin production in H. tarapotensis was not affected by differences in soil types. However, it was observed a temporal variation in the concentration of this compound correlated positively to the insects pressure, mainly with the herbivorous larva of Isognathus leachii (Lepidoptera: Sphingidae) and negatively to the growth pattern of the plant. These two factors were correlated to the rainfall, thus suggesting that precipitation would be affecting indirectly on plumericin production. The bioactive compound plumericin would have a production pattern determined by its mediator role in interactions phenomena of H. tarapotensis and its environment.

Une étude des facteurs influençant la composition et la répartition spatiale des abondances algales dans les communautés récifales des Antilles françaises et plus spécifiquement de Guadeloupe a été réalisée. Le rôle joué par les oursins diadème est plus particulièrement étudié. Les principaux compartiments des communautés récifales et les facteurs d'influence susceptibles de jouer un rôle dans la régulation du compartiment algal ont été dimensionnés sur 22 stations des Antilles françaises. Pour cela plusieurs indicateurs ont été testés. Après une description de chaque compartiment biotique (algues, herbivores, prédateurs), une recherche des facteurs influençant les caractéristiques du compartiment algal a été menée à trois échelles spatiales, à l'aide d'analyses statistiques non paramétriques, notamment des analyses canoniques des redondances et des correspondances. Puis, une recherche des facteurs influençant la répartition des oursins diadème a été également menée. Si les deux guildes d'herbivores étudiées (poissons et oursins diadème) ont un impact significatif sur l'abondance de gazon algal, seuls les poissons herbivores ont la capacité d'exercer cette influence à l'échelle des récifs de Guadeloupe et cette influence ne s'étend pas aux autres catégories algales. Notamment les phéophycées. A l'échelle de l'ensemble des îles étudiées, les analyses effectuées n'ont pas permis de mettre en évidence l'influence des herbivores sur la régulation des abondances algales. Les oursins diadèmes sont en faible densité dans les iles antillaises étudiées. Plusieurs facteurs susceptibles de participer à leur répartition en taille et en abondance sont identifiés. / A study of factors influencing the composition and spatial distribution of algal abundance in the French Caribbean reef communities and more specifically in Guadeloupe was conducted. The role of diadema sea urchins was particularly studied. For that, 22 stations in the French Antilles were selected and several indicators tested. After a description of each biotic compartment (algae, herbivore, predators), a search for factors influencing the characteristics of the algal compartment was conducted at three spatial scale, using non-parametric statistical analyses, including canonical correspondence analyses (cca) and redundancy analyses (rda). Then a search for the factors influencing the distribution of diadema sea urchins was also conducted. If the two guilds of herbivores (diadema sea urchin and fish) have a significant impact on the abundance of algal turf, only herbivorous fish was found to have an influence in the reefs of Guadeloupe and that influence was not observed on other algal groups, including phaeophyceae. At the scale of all the islands, the analyses did not enable to show the influence of herbivores in the regulation of algal abundance. The density of sea urchins was found to be low in the studied sites. Several factors likely to influence their distribution in size and their abundance were identified.

L'algue brune Lobophora représente une composante benthique importante au sein des récifs coralliens tropicaux, et a à attirer dès le début des années 80 l'attention des écologistes marins en proliférant de façon remarquable au détriment des coraux. Les écologistes marins ne s’accordent toujours pas pour conclure si le changement de communauté au profit des macroalgues représente une conséquence ou une cause de la dégradation des coraux. Alors que Lobophora a fait l'objet d'observations contradictoires en termes de susceptibilité à l’herbivorie et des effets sur les coraux, les preuves suggèrent que sa prolifération dans les récifs coralliens est opportuniste et symptomatique de la dégradation des récifs. Taxonomiquement, Lobophora ne représentait que 11 espèces décrites au début de cette étude, et pratiquement toutes les espèces de Lobophora rapportées dans le monde avaient été assignées à L. variegata, décrite dans les Caraïbes. Cette étude vise à apporter un nouvel éclairage taxonomique et écologique sur ce taxon algal sujet de controverses écologiques. En utilisant une approche taxonomique basée sur l'ADN nous avons réévalué la diversité des espèces de ce genre en Nouvelle-Calédonie et au niveau mondial. Les résultats dévoilent une remarquable diversité, multipliant par 10 le nombre d’espèces jusque là reconnues. Nous avons testé si les différentes espèces de Lobophora étaient chimiquement différentes et si elles variaient (1) en toxicité envers différents coraux, et (2) en susceptibilité aux herbivores. Nous avons montré que le genre Lobophora était intrinsèquement capable de blanchir certains coraux, et nous avons isolé trois nouveaux alcools polyinsaturés C21 nommés lobophorenols A-C avec des propriétés de blanchissement. Néanmoins, les observations in situ en Nouvelle-Calédonie indiquent que, bien qu’elles soient potentiellement armées au plan chimique, les espèces de Lobophora n’induisent pas ou rarement le blanchissement de leurs hôtes coralliens, soulevant ainsi la question de l'emplacement de ces composants bioactifs dans l’algue et des facteurs environnementaux permettant leur libération supposée. Nous avons également montré que les herbivores consomment indistinctement les espèces de Lobophora. D’après ces résultats nous pouvons conclure que : (1) au sein de récifs en bonne santé, les coraux et les Lobophora maintiennent un statu quo résultant probablement d’une médiation chimique ; (2) la défense chimique ne dissuade apparemment pas le broutage des Lobophora par les principaux herbivores ; (3) il est probable que Lobophora échappe au broutage en se développant par exemple entre les branches des coraux. Le genre Lobophora représente un excellent modèle pour étudier le rôle de la spéciation écologique des algues au sein des récifs coralliens. Aussi, les études futures devront étudier le rôle des métabolites secondaires des Lobophora et enquêter sur les facteurs écologiques responsables de la diversification impressionnante de cette algue. / The brown alga Lobophora represents a notable benthic component in tropical coral reefs, and began drawing the attention of marine ecologists by achieving impressive blooms at the expense of corals since the early 80s. Marine ecologists are still debating whether or not macroalgal dominance represents a consequence or cause of coral degradation. While Lobophora has been the object of contradictory observations in terms of susceptibility to herbivory and effects on corals, evidence tends to suggest that episodes of reef take-over are opportunistic and symptomatic of reef degradation. From a taxonomic point of view, only 11 species of Lobophora were recognized at the beginning of this study, and virtually all species of Lobophora reported around the world had been assigned to L. variegata, originally described from the Caribbean. This study intends to shed new taxonomical and ecological insights on this algal taxon. Using a DNA-based taxonomical approach we reassessed the species diversity of this genus at a local scale in New Caledonia and subsequently on a global level. Results disclosed a remarkable global diversity, increasing our taxonomic knowledge of this genus by no less than 10 folds. From an ecological perspective, we tested if different species of Lobophora were differentially (1) capable of chemically damaging scleractinian corals, and (2) susceptible to herbivory. We showed that the genus Lobophora was inherently capable of bleaching certain coral species, and we isolated three new C21 polyunsaturated alcohols named lobophorenols A-C with bleaching properties. Nevertheless, in situ observations in New Caledonia indicated that although potentially chemically armed, Lobophora species did not or rarely bleached their coral hosts, thereby raising the issue of the location of these bioactive components and the environmental factors enabling their putative release by the alga. We also showed that herbivores indiscriminately consumed Lobophora species. From the results of allelopathic bioassays and grazing experiments we conclude that: (1) corals and Lobophora maintain a chemical-mediated status quo on healthy reefs; (2) chemical defense apparently does not deter grazing of Lobophora by prominent herbivores; (3) it is more likely that Lobophora avoids being grazed by escape strategies such as growing under the coral canopy. The genus Lobophora represents an excellent model to study the role of ecological speciation in macroalgae within coral reefs. Therefore, future studies should be targeted at investigating the role of Lobophora secondary metabolites and exploring the ecological factors responsible for the impressive diversification of this alga.

Un grand nombre d’espèces ont déjà subi des changements phénologiques ou des déplacements de leurs distributions en réponse aux changements anthropogéniques du climat. Comprendre comment les espèces vont réagir aux changements climatiques représente toutefois une tâche complexe puisqu’il existe une grande variabilité dans ces réponses. Cette variabilité peut être attribuée au fait que plusieurs facteurs influencent les réponses des espèces aux changements climatiques et que ces facteurs varient eux-mêmes spatialement. Dans ce mémoire, l’intensité d’interactions biotiques, soit la pollinisation et l’herbivorie, ainsi que la phénologie de la floraison sont comparées le long d’un gradient altitudinal menant à la limite de distribution altitudinale pour deux plantes de sous-étage, Erythronium americanum et Trillium erectum. Je teste en premier lieu si l’intensité de l’herbivorie et de la limitation pollinique augmentent à la limite de distribution altitudinale des espèces. Si cela est le cas, ces interactions peuvent limiter ces distributions et ainsi, le potentiel des espèces à déplacer leurs distributions face aux changements climatiques. Les résultats démontrent une augmentation de l’herbivorie et de la limitation pollinique à la limite de distribution altitudinale de T. erectum. Toutefois, la limitation pollinique devrait avoir un effet minime sur la limite de distribution altitudinale de cette espèce puisque le succès reproducteur des plantes est très peu diminué à cette limite. En se basant sur des études antérieures, la proportion d’herbivorie subie à proximité de la limite de distribution altitudinale devrait avoir des effets démographiques considérables et devrait ainsi affecter cette limite. Concernant E. americanum, l’herbivorie et la limitation pollinique sont restés constants et de faible intensité le long du gradient altitudinal. Ensuite, en disposant de quatre années de données de la phénologie de la floraison le long du gradient altitudinal étudié, je vérifie de façon préliminaire si le potentiel de flux génique est affecté par la date d’initiation du printemps, ce dernier se produisant plus hâtivement en réponse aux changements climatiques. Les résultats démontrent une diminution de l’écart temporel entre les pics de floraison des populations d’altitudes différentes lors d’années aux printemps plus hâtifs, ce qui indique une différence interpopulationnelle dans la réactivité phénologique. Toutefois, cette différence temporelle n’a pas entraîné une diminution du potentiel de flux génique. Je présente également une nouvelle méthode de mesure du potentiel de flux génique qui permet d’estimer plus efficacement ce dernier à partir de la phénologie comparativement aux méthodes actuellement utilisées.

Plant-soil feedback has been a well-studied mechanism in recent years of the success of invasive plants, the shift of species in succession, and the structure of plant communities in general. It is a process during which the plant affects the soil with its growth and these changes are reflected in the growth of other plants. Despite the large number of previous studies, relatively little attention is paid to the interaction of plant-soil feedback with other factors, which I consider important for understanding its role in natural plant communities. The aim of the work was to clarify the influence of plant-soil feedback on model species Arrhenatherum elatius and Centaurea scabiosa and to compare its influence with other factors - interspecific competition and herbivory (simulated loss of aboveground biomass). The influence of factors was investigated using biomass and changes in plant physiology, specifically chlorophyll fluorescence and the content of elements in aboveground biomass. The plant-soil feedback mechanism of the model species was assessed using the content of elements in the soil after cultivation. In the biomass of the species Arrhenatherum elatius, the factors of plant-soil feedback and competition manifested themselves in mutual interaction, when the presence of a competitor changed...

Dans certains cas, la colonisation des zones humides par les espèces animales et végétales peut être une menace majeure pour la biodiversité. Il est donc primordial de mieux connaître l'écologie des espèces colonisatrices pour définir leurs relations avec le reste de l'écosystème. Nous avons étudié les conséquences de la colonisation relativement récente des étangs piscicoles français par le cygne tuberculé (Cygnus olor). Nous nous sommes intéressés à l'expression de cette colonisation dans l'espace par l'étude des processus de sélection de l'habitat. Nos résultats montrent que dans un paysage d'étangs, la répartition des cygnes tuberculés dépend à la fois de la configuration spatiale des étangs (aire isolement), des ressources disponibles et du statut de reproduction des cygnes tuberculés. Nous avons ensuite étudié les interactions entre le cygne tuberculé et les communautés animales et végétales des étangs. Sur les sites de cantonnement des couples, nous n'avons pas montré d'effet de la présence des cygnes tuberculés sur l'abondance des oiseaux d'eau, et aucune forme d'exclusion spatiale à l'échelle de l'étang. En revanche, les cygnes tuberculés peuvent générer une déplétion significative des herbiers de macrophytes aquatiques, suggérant des effets en cascade sur les autres communautés des étangs piscicoles. Comme toute perturbation générée par une espèce colonisatrice, celle associée à l'arrivée des cygnes doit néanmoins être replacée dans le contexte plus large des régimes de perturbations à l'oeuvre sur l'écosystème, ce qui importe particulièrement dans le cas d'écosystèmes aussi dépendants de l'activité humaine que les étangs piscicoles. / In some cases, wetland colonization by animals and plants may be a major threat to biodiversity. It is therefore crucial to better understand the ecology of colonizing species to assess their relationships with the other elements of ecosystems. We studied the consequences of the relatively recent colonization of French fishponds by mute swan (Cygnus olor). We especially considered how such colonization now translates into space, through the analysis of habitat selection processes. Our results show that swan distribution within a fishpond landscape depends on fishpond spatial configuration (area isolation), available resources as well as mute swan breeding status. We then analysed the relationships between mute swan and fishpond animal and plant communities. Where swan pair settle, we do not demonstrate any effect of swan presence on the abundance of other waterbirds, nor any spatial exclusion within fishponds. Conversely, mute swans can signif icantly deplete aquatic macrophyte beds, suggesting cascade effects on other fishpond communities are possible. Like any perturbation caused by a colonizing species, that associated with swan arrival however has to be considered in the broader context of perturbation regimes onto the ecosystem. This is especially crucial in ecosystems like fishponds, that are so much dependent upon human activity.

Dans certains cas, la colonisation des zones humides par les espèces animales et végétales peut être une menace majeure pour la biodiversité. Il est donc primordial de mieux connaître l‟écologie des espèces colonisatrices pour définir leurs relations avec le reste de l‟écosystème. Nous avons étudié les conséquences de la colonisation relativement récente des étangs piscicoles français par le cygne tuberculé (Cygnus olor). Nous nous sommes intéressés à l‟expression de cette colonisation dans l‟espace par l‟étude des processus de sélection de l‟habitat. Nos résultats montrent que dans un paysage d‟étangs, la répartition des cygnes tuberculés dépend à la fois de la configuration spatiale des étangs (aire - isolement), des ressources disponibles et du statut de reproduction des cygnes tuberculés. Nous avons ensuite étudié les interactions entre le cygne tuberculé et les communautés animales et végétales des étangs. Sur les sites de cantonnement des couples, nous n‟avons pas montré d‟effet de la présence des cygnes tuberculés sur l‟abondance des oiseaux d‟eau, et aucune forme d‟exclusion spatiale à l‟échelle de l‟étang. En revanche, les cygnes tuberculés peuvent générer une déplétion significative des herbiers de macrophytes aquatiques, suggérant des effets en cascade sur les autres communautés des étangs piscicoles. Comme toute perturbation générée par une espèce colonisatrice, celle associée à l‟arrivée des cygnes doit néanmoins être replacée dans le contexte plus large des régimes de perturbations à l‟oeuvre sur l‟écosystème, ce qui importe particulièrement dans le cas d‟écosystèmes aussi dépendants de l‟activité humaine que les étangs piscicoles.