Projet ANR-13-JSV7-0010 – GEMS : Changements environnementaux et métacommunautés : interactions entre espèces et dynamique spatiale
Programme : JCJC - SVSE 7 - Biodiversité, évolution, écologie et agronomie (JCJC SVSE 7) 2013
Année de financement : 2013
Coordinateur du projet : Madame Virginie Stevens (Station d'Ecologie Expérimentale de Moulis)
Partenaires : Station d'Écologie Expérimentale du CNRS à Moulis
Montant : 209924.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 48 mois
Résumé : Maintenir l'intégrité de la biodiversité face aux changements environnementaux actuels suppose que nous utilisions des outils pertinents pour évaluer l'efficacité de propositions de gestion de cette biodiversité. Ces outils doivent donc s'appuyer sur une connaissance approfondie des relations entre le fonctionnement de la biodiversité à différents niveaux d'intégration (des gènes aux écosystèmes) et les conditions environnementales. Ces outils prédictifs sont principalement des plateformes de simulation, dont l'efficacité dépend étroitement de leur réalisme. Plusieurs simplifications réduisent cependant leur réalisme en l'état actuel: les moteurs du changement environnemental (climat, fragmentation, etc) sont considérés isolément les uns des autres, les relations entre espèces sont le plus souvent ignorées et les traits clés considérés immuables, sans possibilité d'adaptation par sélection ou par plasticité. L'objectif de GEMS est de lever ces verrous. 
Dans GEMS, nous allons étudier comment l'interaction entre fragmentation des paysages et changement climatique (les deux causes principales de changement dans les régions tempérées) affecte le fonctionnement des métacommunautés. Plutôt que de nous intéresser à la réponse possible de populations déconnectées de leur réseau d'interactions (trophiques, de compétition, etc.), comme cela a été fait jusqu'ici, GEMS s'intéressera explicitement à ces interactions entre espèces et à la dispersion des individus entre populations et communautés locales au travers des paysages fragmentés. GEMS considèrera donc à la fois les effets du changement global à l'échelle des populations, les effets indirects agissant au travers des interactions entre espèces à l'échelle des communautés locales, et les effets à l'échelle paysagère passant par une modification de la dispersion entre populations et communautés. 
Pour cela, nous commencerons par identifier les modifications en termes de dispersion, de phénologie et de dynamique populationnelle pour trois espèces en interaction trophique forte (un papillon spécialiste, sa plante-hôte et l'un de ses parasitoïdes spécialistes) le long de deux gradients environnementaux, l'un de climat et l'autre de fragmentation. L’impact de la fragmentation et du climat sur la dispersion sera évalué par une analyse de génétique du paysage, avec pour but d’identifier les points de divergence dans la réponse des trois espèces en interaction. Parallèlement, nous étudierons la dynamique des populations locales et la phénologie de chaque espèce le long de ces gradients environnementaux pour évaluer dans quelle mesure ces éléments causent des désynchronisations entre espèces en interaction ou modifient la force de celles-ci. Ensuite, dans une étape expérimentale utilisant un mésocosme à l’échelle du paysage, nous identifierons les traits clés impliqués dans la réponse aux changements environnementaux et le mécanisme de mise en place de cette réponse, à savoir une micro-évolution et/ou une réponse plastique. Dans ce mésocosme, des populations captives, d’histoire et de composition contrôlées (en termes de valeurs des traits phénotypiques potentiellement sensibles), seront soumises à des conditions contrôlées de climat et de fragmentation. Enfin, nous intégrerons à un modèle de métacommunauté les réponses élémentaires observées et mises en évidence expérimentalement. Ce modèle servira à évaluer quelles pourraient être les réponses de la métacommunauté aux modifications climatiques attendues, à l’augmentation de la fragmentation des paysages, à des scénarios de mitigation de cette fragmentation, et à leurs effets combinés. 
Au final, GEMS apportera donc non seulement des avancées majeures dans notre connaissance du fonctionnement des métacommunautés, mais fournira aussi à la communauté scientifique les bases de construction d’outils pertinents d’aide à la décision en matière de conservation de la biodiversité.