Projet ANR-14-CE02-0012 – ARSENIC : Adaptation et résilience des réseaux écologiques spatialisés face aux changements d'origine humaine
Programme : Comprendre et prévoir les évolutions de l'environnement (DS0101) 2014
Année de financement : 2014
Coordinateur du projet : Monsieur Francois Massol (Génétique et Evolution des Populations Végétales)
Partenaires : Laboratoire public; Laboratoire public; Laboratoire public; Laboratoire public; Laboratoire public; Laboratoire public; Laboratoire public; Laboratoire public
Montant : 498682.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 60 mois
Résumé : Les changements environnementaux anthropogènes constituent une menace croissante pour la biodiversité et les services écosystémiques, créant ainsi une demande sociétale pour des prévisions écologiques encore inexistantes. Les modèles disponibles prédisent mal les effets de tels changements car ils ignorent les variations de niche dues aux interactions et à l’évolution. Il est en effet difficile de prédire comment les changements environnementaux se répercutent dans les écosystèmes et comment évoluent les traits des espèces sans comprendre d’abord le fonctionnement des réseaux écologiques et leur origine évolutive. Ainsi, comprendre la dynamique des réseaux d’interaction est important pour la recherche fondamentale et pour construire des programmes d’action sur les services écosystémiques et la conservation des espèces. La question qui motive ce projet est de comprendre les effets des changements globaux en intégrant les interactions et l’évolution des espèces. Pour étudier des réseaux  complexes et leur adaptation aux changements, nous utiliserons une approche liant modèles de coévolution et analyses de données existantes ou collectées dans le cadre du projet. Pour relever ces défis, nous nous appuierons sur un consortium pluridisciplinaire aux compétences diversifiées, allant de la modélisation théorique au travail de terrain en passant par l’identification taxonomique.
Nous développerons des modèles de réseaux antagonistes et mutualistes spatialement structurés pour cerner les effets de l’évolution sur (i) l’association des traits chez les espèces en interaction, (ii) les propriétés dynamiques de ces réseaux et (iii) la dynamique des aires de répartition des espèces en interaction. Ces modèles révéleront comment le changement climatique, l’eutrophisation et la pollution affectent les propriétés des réseaux via l’évolution des forces d’interaction et des capacités de dispersion des espèces. Ces modèles préciseront pourquoi et comment certains traits de spécialisation s’associent évolutivement à une plus grande dispersion, et suggéreront ainsi des façons de tester l’importance des processus sélectifs sur les réseaux via les associations de traits intra- et inter-réseaux. Ces modèles étudieront aussi le lien entre sélection naturelle et stabilité des équilibres écologiques, en vue de résoudre le paradoxe diversité-stabilité de May. Enfin, les prédictions sur la dynamique des aires de répartition permettront de comprendre l’effet de l’évolution sur la distribution géographique de partenaires mutualistes ou trophiques.
Nous testerons ces modèles avec (i) des bases de données existantes sur les traits et les interactions et (ii) de nouvelles observations. Nous utiliserons des bases de données sur les interactions trophiques et de pollinisation et des bases sur les traits des espèces et leur répartition géographique afin de révéler des corrélations entre traits et position dans les réseaux ou entre traits au sein d’espèces de niveaux trophiques ou de degrés de spécialisation variés. Nous testerons aussi nos modèles via des observations de terrain. D’abord, nous examinerons les interactions plantes-pollinisateurs dans des pelouses calcaires, et les traits associés chez ces espèces, le long d’un gradient latitudinal de mille kilomètres. Pour quelques espèces de plantes entomophiles largement répandues, nous identifierons leurs pollinisateurs et mesurerons des traits pertinents chez ces espèces. Nous mesurerons aussi des traits chez les plantes afin de révéler des associations entre traits des plantes et richesse de leur faune pollinisatrice. Dans la second tâche d’observation, nous comparerons les communautés d’herbivores et de pollinisateurs liées aux populations métallicoles et non-métallicoles de Noccaea caerulescens. Nous étudierons les liens entre l’abondance des pollinisateurs et des herbivores, les différences de capacités d’accumulation de métaux lourds et les variations de taux d’autofécondation chez les plantes.