Soutenance de thèse de Youssef YACINE – « Dynamique éco-évolutive des systèmes mutualiste-antagoniste Implications pour les communautés plantes-pollinisateurs-herbivores »

« Dynamique éco-évolutive des systèmes mutualiste-antagoniste

Implications pour les communautés plantes-pollinisateurs-herbivores »

Les communautés écologiques se composent de multiples espèces qui interagissent de diverses
manières. La diversité des interactions écologiques a néanmoins souvent été ignorée, la plupart des études se
concentrant sur un seul type d’interaction – antagonisme, mutualisme ou compétition. L’étude des
communautés combinant plusieurs types d’interactions devrait pourtant grandement améliorer notre
compréhension des mécanismes supportant le maintien de la biodiversité dans les communautés naturelles
pour au moins deux raisons. D’une part, la grande majorité des espèces sont simultanément impliquées dans
divers réseaux d’interactions. D’autre part, les processus éco-évolutifs au sein de ces communautés peuvent
différer de la combinaison linéaire des processus en jeu dans les communautés à interaction unique. Jouant un
rôle clé dans le fonctionnement des écosystèmes terrestres, les communautés plantes-pollinisateurs-herbivores
sont, en outre, cruciales pour la production agricole. De plus, un grand nombre d’études empiriques
documentent la dynamique co-évolutive complexe qui peut résulter de l’interaction entre pollinisation et
herbivorie. Au cœur de la présente thèse de doctorat, l’étude de la dynamique éco-évolutive des communautés
de plantes-pollinisateurs-herbivores présente donc un intérêt appliqué majeur tout en offrant l’opportunité
d’acquérir de nouvelles connaissances conceptuelles sur le fonctionnement des communautés mutualistes-
antagonistes. Nous formulons un modèle décrivant la dynamique de population d’une communauté plantes-
pollinisateurs-herbivores dans laquelle la force des interactions plante-animal dépend de l’adéquation entre le
phénotype de la plante et celui des animaux. Lorsque l’évolution n’est pas prise en compte, nous montrons que
la coexistence stable nécessite un équilibre entre les forces de pollinisation et d’herbivorie. Lorsque l’évolution
est prise en compte, nous montrons que l’interaction entre pollinisation et herbivorie peut conduire à la
diversification du phénotype de la plante. Ce résultat est particulièrement important car plusieurs travaux
empiriques démontrent le rôle de l’interaction entre pollinisation et herbivorie dans le maintien du
polymorphisme chez les plantes. En étudiant l’évolution animale, nous montrons que l’évolution des
pollinisateurs favorise l’exclusion compétitive au sein de la communauté de plantes, tandis que l’évolution des
herbivores favorise le maintien d’une communauté de plantes diversifiée. Nous constatons également que la
dynamique co-évolutive peut différer de manière significative de la dynamique découlant de la seule évolution
d’une espèce animale. Dans l’ensemble, nos travaux mettent en lumière plusieurs mécanismes important sous-jacents la
dynamique éco-évolutive des communautés mutualistes-antagonistes, notamment plantes-pollinisateurs-
herbivores. Par exemple, nos résultats mettent en évidence deux processus distincts pouvant expliquer la
tendance largement répandue de préférences similaires entre pollinisateurs et herbivores pour les phénotypes
de plantes. Mais d’abord et avant tout, notre étude plaide en faveur de la prise en compte simultanée de
l’évolution et du contexte de communauté multi-spécifique afin de mieux comprendre les processus qui
supportent le maintien de la biodiversité dans les écosystèmes naturels.

Mots clés : pollinisation, herbivorie, coexistence multi-spécifique, diversification, boucle de rétroaction éco-évolutive,
dynamique adaptative, sauvetage évolutif

Le jury sera composé de :

• Jacob JOHANSSON, Maître de conférences Université de Lund (Suède)
• Violaine LLAURENS, Directrice de recherche CNRS, MNHN, Paris
• Sébastien LION, Directeur de recherche CNRS, CEFE, Montpellier
• Nicolas LOEUILLE, Professeur Sorbonne Université, iEES Paris, Paris