Le succès des espèces invasives dépend de l'adéquation entre leurs traits d'histoire de vie et les caractéristiques environnementales (biotiques et abiotiques) de leurs nouveaux habitats. Le succès invasif d'une espèce peut donc reposer sur sa pré-adaptation, être déclenché par la levée de certaines pressions sélectives, les perturbations, ou encore la réponse rapide de l'organisme aux nouvelles contraintes sélectives. La plasticité phénotypique et les processus évolutifs sont ainsi des paramètres essentiels dans les invasions biologiques, en faisant des situations privilégiées pour observer les processus écologiques et évolutifs en temps réel. Nous nous sommes intéressés aux réponses morphologiques et écophysiologiques exprimées dans le temps et l'espace au cours de l'invasion des Îles Kerguelen (archipel subantarctique) par le carabique prédateur Merizodus soledadinus et la mouche saprophage Calliphora vicina, dont les stratégies de vie sont contrastées. Nous montrons la différenciation morphométrique de populations de M. soledadinus en fonction de leur temps de résidence, ainsi que les changements rapides de la morphologie de l'aile de C. vicina dans ces îles où l'inaptitude au vol est la règle. Une attention particulière est accordée au rôle de la plasticité phénotypique de M. soledadinus dans la colonisation de nouveaux habitats (plasticité physiologique à la salinité) et dans son maintien durable malgré l'impact qu'il exerce sur la disponibilité des proies (plasticité trophique). Ces ajustements à plus ou moins long terme sont des éléments déterminants du succès invasif de ces deux insectes à mesure qu'ils progressent et rencontrent de nouveaux régimes de sélection.

L’objectif principal de cette thèse est d’identifier les facteurs urbains et les caractéristiques biologiques de Reticulitermes flavipes qui ont permis à cette espèce invasive de coloniser et de persister en milieu urbain. Plus précisément, les études développées ont visé à mieux comprendre l’origine des colonies introduites à Paris, de déterminer comment celles-ci étaient arrivées en ville et, comment, malgré les moyens de lutte mis en oeuvre au cours de ces dernières décennies elles ont persisté dans le paysage parisien. Une première étude nous a permis de voir que les colonies présentes à Paris sont capables de persister et de réinfester des zones qui ont été précédemment traitées. Ces réinfestations sont possibles grâce aux modes de reproduction (néoténie) et de dispersion (par bouturage) de cette espèce qui lui permettent de survivre localement et de recoloniser des zones où les colonies avaient été partiellement éradiquées et ce, même après 15 ans. Dans une seconde étude, nous avons pu montrer deux facteurs majeurs pouvant expliquer la distribution et la propagation de R. flavipes à Paris : la structure complexe des colonies observées et la combinaison spécifique des variables de l’environnement parisien. Enfin, dans la troisième étude, nous avons décrit la dynamique d’expansion de cette espèce à des échelles nationales et régionales. Cette étude révèle des patterns de distribution variés, reflétant les caractéristiques propres des populations invasives de cette espèce en France. Dans ce travail, nous avons discuté de l’implication des caractéristiques biologiques et paysagères sur le succès invasif de cette espèce. Au vue des données obtenues au cours de cette thèse, nous avons également précisé les scénarios concernant l’histoire de l’invasion de ce termite en France, puis nous avons présenté quelques outils et préconisations qui pourraient permettre, selon nous, d’améliorer la lutte contre cet insecte nuisible en ville. / The main objective of this thesis is to identify the urban factors and biological characteristics of Reticulitermes flavipes which have allowed this invasive species to colonize and persist in urban habitat. More specifically, the developed studies aimed at better understanding the origin of introduced colonies in Paris as well as determining how they persisted in the Parisian landscape, despite implementing pest control during the last decades. A first study allowed us to observe that Parisian colonies were able to persist and reinfest areas which were previously treated. These reinfestations are possible thanks to the mode of reproduction (neoteny) and the way of dispersal (by budding) of this species, which allows it to locally survive and recolonize areas where colonies had been partially eradicated, even fifteen years later. In a second study, we were able to highlight two main factors which could explain the distribution and propagation of R. flavipes in Paris: the observed complex colony structure and the specific combination of the Parisian environmental variables. Finally, in a third study, we were able to identify its dynamic of expansion at national and regional scales which showed varied distribution patterns, reflecting the peculiar characteristics of these invasive species populations in France. In this piece of work, we analyzed the implications of the biological and landscape characteristics on the successful invasion of this species. In the view of the data obtained in this thesis, we also suggested some scenarios on the invasion history of this termite species in France and we provided tools and recommendations which, according to us, could allow the improvement of pest management of this insect in cities.

Il y a deux millions d’années, les ancêtres d’Homo sapiens ont consommé de façon plus soutenue des protéines d’origine animale, ce qui leur a permis d’intégrer la guilde des carnivores, et ainsi marquer durablement le cours de leur histoire évolutive. L'ancienneté du phénomène étant associée à des limites matérielles, le contexte de la dispersion humaine dans l’ouest de la steppe à mammouth européenne, ainsi que la disponibilité des preuves archéologiques qui lui sont reliées, offre une occasion unique de se pencher sur cette étape importante de l’évolution des membres de la guilde des carnivores et des humains. La dispersion humaine, en tant qu’invasions biologiques, semble avoir mené à des impacts de nature maligne avec des conséquences qui ont affecté la diversité trophique, la compétition et les comportements des membres de la guilde, à la période culturelle associée au techno-complexe gravettien. Les méthodes d’analyses isotopiques ont aussi permis de mettre en lumière des informations permettant de participer à une meilleure compréhension du processus de transition Paléolithique moyen et supérieur et de mesurer l’influence des relations coévolutives intraguildes qui ont pu mener aux processus de domestication. / Two million years ago, the ancestors of Homo sapiens have increased their protein animal consumption, what it allowed them to join the guild of carnivores, and shaping a lasting way their evolution history. The antiquity of the phenomenon being associated with material limits, the context of human dispersal in the western European mammoth steppe, and the availability of archaeological evidence related to it, offers a unique opportunity to examine the evolution of carnivore guild members and humans. Human dispersal, as biological invasions, appears to have led to the impacts of a malignant nature with consequences that affected trophic diversity, competition, and behaviours of guild members, in the cultural period associated with the techno-complex Gravettian. The isotopic analysis methods have also used to highlight information allowing a better understanding of the Middle and Upper Palaeolithic transition process and to estimate the influence of intraguild coevolutionary relations which may have led to the domestication process.

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