Thèse de doctorat--Sciences naturelles--Faculté des sciences de Paris, 1911. N°: 1421. / Notes bibliogr.

La connexion entre milieux aquatiques et terrestres a suscité l’intérêt de la communauté scientifique, notamment l’effet du transfert d’énergie et de matière sur le fonctionnement des écosystèmes adjacents. Beaucoup d’études se sont intéressées aux apports d’insectes aquatiques ailés dans les écosystèmes naturels, mais peu à leur impact en milieu agricole. En modifiant la production secondaire d’invertébrés aquatiques, les pratiques agricoles sont à même d’intensifier ou diminuer l’effet de ces apports aquatiques dans les terres agricoles et par conséquent la fourniture de services écosystémiques utiles à l’agriculture. Nous avons collecté des données d’émergences et de dispersion d’insectes aquatiques depuis plusieurs rivières dans des paysages agricoles. Les principaux groupes d’insectes émergents sont les trichoptères (56%), chironomidés (25%) et éphéméroptères (19%). Nous estimons la biomasse sèche émergente entre 1445 et 7374 mg m-2 an-1 selon les sites. Une majorité de ces insectes aquatiques se déposent sur une bande entre 0 et 10 mètres du bord de la rivière mais une proportion importante (45%) se dépose dans les cultures après 20 mètres. Nous apportons de nouvelles et prometteuses connaissances suggérant que les insectes aquatiques participent à la fourniture de plusieurs services écosystémiques (fertilisation, contrôle biologie, épuration de l’eau et pollinisation). En paysage agricole, une communauté d’insectes riche et abondant est nécessaire à la mise en place d’un système agricole durable. Nous pensons que le rôle des insectes aquatiques est à ce titre important et suggérons de nouvelles pistes de recherches pour l’agroécologie. / The connection between aquatic and terrestrial habitats has increased scientific interest in ecological subsidies, focusing on how the transfer of matter and energy between adjacent ecosystems can modify the ecosystems functioning. Much attention has focused on aquatic subsidies associated with winged aquatic insects in pristine areas, but their implication in agricultural landscapes is rarely considered. By altering the production of benthic macroinvertebrates, agricultural practices can increase or decrease the strength of aquatic subsidies and subsequently the provision of several ecosystem services to agriculture. We have monitored the emergence and inland dispersal of adult aquatic insects from several agricultural streams. Most emerging dry mass (DM) belong to Trichoptera (56%), Chironomidae (25%) and Ephemeroptera (19%). We estimate that annual emerging dry mass of aquatic insects ranged between 1445 and 7374 mg m-2 y-1 depending on stream. The majority of aquatic insects emerging falls between 0 and 10 meters from stream hedges. However, a great proportion (45%) though disperses and eventually falls after 20 meters from the stream. We provide new and promising evidence suggesting that winged stream insects can support several ecosystem services (soil fertilization, crop pest control, water purification and pollination). In agricultural landscapes, a rich and abundant insect community is necessary to promote sustainable practices, and we believe the role of aquatic subsidies in providing ecosystem services to agriculture is a new and promising field of research in agroecology.

Les réseaux hydrographiques sont caractérisés par leur structure hiérarchique de type dendritique (ramifié) et l'hétérogénéité spatio-temporelle du milieu. En effet, l'hétérogénéité de l'habitat sur les cours d'eau varie selon le temps (variations saisonnières), la dimension longitudinale (caractéristiques physico-chimiques et courant) et la dimension latérale (connectivité entre le cours principal et les annexes hydrauliques). Ces variations des paramètres environnementaux sont soit graduelles le long des branches du réseau hydrographique (gradient physico-chimique, courant), soit discrètes entre les branches du réseau (diversité de l'habitat). La structure du réseau hydrographique va, par conséquent, influencer la distribution, les déplacements et le flux génique des organismes inféodés aux cours d'eau. Les objectifs de cette thèse étaient de tester (i) l'effet de la topologie du réseau hydrographique sur la dispersion et le flux de gènes, et (ii) l'effet des variations environnementales sur la distribution et les traits phénotypiques des individus liés à la dispersion. Pour répondre à ces objectifs nous avons utilisé une approche empirique, en menant notre étude sur le bassin moyen de la Loire chez une espèce de demoiselle, le Calopteryx splendens (Odonates : Zygoptères). Parallèlement nous avons développé un modèle théorique permettant de simuler la dispersion et le flux de gènes sur des réseaux hydrographiques artificiels. Ainsi nous avons mis en évidence une distribution discontinue des individus sur le cours d'eau et un cline morphologique sur le bassin de la Loire entre l'amont et l'aval. Ce cline est lié aux caractéristiques physico-chimiques de l'eau. Ces variations morphologiques n'influencent pas les capacités de dispersion, mais affectent la survie des individus. La survie et la densité sont les facteurs déterminants de la dispersion chez C. splendens. Les analyses génétiques ont montré un isolement par la distance et une forte structuration génétique sur le bassin versant, mais l'absence d'entités génétiques clairement définies. Ceci peut être expliqué par la présence de flux de gènes entre les sous-bassins et une structure en métapopulation à l'échelle du réseau hydrographique. Ces résultats sont les premiers obtenus à l'échelle d'un bassin versant tel que la Loire sur des populations naturelles. L'étude a également permis de réaliser le logiciel Gene-Net testant l'effet de la géométrie des réseaux hydrographiques sur la structure génétique des populations d'organismes d'eau douce.