Academic literature on the topic 'Biologie de l'invasion'

L’augmentation des problèmes liés aux invasions biologiques nécessite une meilleure compréhension des mécanismes permettant le succès invasif d’une espèce. Chez les insectes sociaux invasifs, les études se sont focalisées sur les Hyménoptères, et ont montré que l’organisation sociale des populations introduites présentait des caractères propres. L’objectif principal de cette thèse est de caractériser l’organisation sociale des populations introduites chez les termites (Isoptères) à travers l’étude de l’invasion de Reticulitermes flavipes en France. L’ensemble des résultats révèle que (i) l’organisation sociale des populations introduites varie de celle des populations natives en présentant une forme extrême de néoténie et une forte capacité à fusionner ; (ii) ces variations semblent résulter d’une évolution suite à l’introduction et (iii) avoir favorisé l’installation et l’expansion de ce termite en France, similairement à l’unicolonialité et la polygynie des Hyménoptères sociaux introduits. Les possibles origines évolutives des variations observées entre les populations natives et introduites de R. flavipes sont discutées
The increasing of ecological and economical problems linked to biological invasion phenomenon necessitate a better understanding of mechanisms allowing an invasive success. In social insects, studies are mainly focused on social Hymenoptera, and has demonstrated that social organization of introduced populations presented particular characters allowing their invasive success. The principal objective of my PhD is to characterize the social organization of the introduced populations in Isoptera through the study of the American termite Reticulitermes flavipes introduced in France. The overall of results reveals (i) strong variations of social organization between native and introduced populations presenting a extreme form of neoteny and a strong capacity to colonial fusion; (ii) these variations seem to have evolved after its introduction in France, and (iii) to allow the establishment and expansion of R. flavipes in France, similarly to unicoloniality and polygyny observed in the social invasive Hymenoptera. The possible evolutionary origins of the observed variations between native and introduced populations of R. flavipes are discussed

Les invasions biologiques constituent aujourd'hui une source d'inquiétude du fait de leur nette augmentation et des conséquences écologiques, économiques et sanitaires dont elles sont à l'origine. Pour qu'une population devienne envahissante, il faut (i) qu'elle soit introduite, (ii) qu'elle s'établisse et (iii) qu'elle prolifère. Chacune de ces trois étapes constitue un défi difficile à relever, et les processus en jeu sont encore mal connus. Cette thèse décrit un ensemble de recherches visant à comprendre l'invasion mondiale particulièrement réussie de la coccinelle asiatique Harmonia axyridis. Nous avons dans un premier temps étudié l'étape d'introduction en retraçant les routes d'invasion d'H. axyridis à l'aide de marqueurs microsatellites et de la méthode ABC (Approximate Bayesian Computation). Nous avons montré que la population envahissante la plus ancienne dans le nord-est américain avait été la tête de pont de l'invasion mondiale en devenant la source des foyers européen, sud-américain et africain. En Europe, on constate également une hybridation avec une souche de lutte biologique. Dans un deuxième temps, nous avons exploré l'étape d'établissement de l'espèce. Nous avons montré que les populations envahissantes d'H. axyridis avaient subi une purge génétique réduisant considérablement les effets associés à la dépression de consanguinité. Par ailleurs, l'événement d'hybridation en Europe apporte des avantages phénotypiques probables à cette population envahissante. Nous avons ensuite étudié plusieurs aspects de l'étape de prolifération. Nous avons montré que les populations européennes avaient évolué vers de plus fortes capacités de dispersion sur le front d'invasion. Par ailleurs, nos résultats montrent que la commercialisation en France d'une souche non-volante de lutte biologique a pu avoir des conséquences positives sur l'expansion de la population envahissante par des phénomènes d'hétérosis ou d'augmentation de variance génétique. Enfin, nous discutons de l'importance d'étudier de manière approfondie une espèce modèle telle qu'H. axyridis pour améliorer nos connaissances générales sur les mécanismes éco-évolutifs impliqués lors des invasions biologiques
Biological invasions are a concern because of their increase and their environmental, economic and human health consequences. To become invasive, a population must (i) be introduced, (ii) established itself and (iii) proliferates. Each of these three steps constitutes a challenge, and the processes involved are still poorly understood. This thesis describes a set of research actions which aims at understanding the worldwide successful invasion of the Asian ladybird Harmonia axyridis.We first investigated the introduction step by retracing invasion routes of H. axyridis using microsatellite markers and the ABC (Approximate Bayesian Computation) method. We have shown that the oldest invasive population in the eastern North America acted as a bridgehead of the worldwide invasion by becoming the source of the European, the South American and the African outbreaks. We also found evidence for a genetic admixture event in Europe with a biological control strain.Second, we explored the establishment step. We have shown that invasive populations of H. axyridis endured a genetic purge which significantly reduced adverse effects associated with inbreeding depression. In addition, the admixture event in Europe likely brought phenotypic benefits to this invasive population.We then studied several aspects of the proliferation step. We found that European populations had evolved towards higher dispersal abilities on the invasion front. Moreover, our results show that the use of a flightless biocontrol strain which is still sold in France may have a positive impact on the expansion of the invasive population through heterosis or increased of genetic variance.Finally, we discuss the importance of studying in detail a model species such as H. axyridis to improve our general understanding of the eco-evolutionary mechanisms involved in biological invasions

Les invasions biologiques, en particulier celles d'insectes xylophages comme les Cérambycides, sont en constante augmentation, principalement en raison du changement climatique et de l'intensification des échanges commerciaux. Ces insectes, transportés principalement par le commerce international du bois, s'établissent dans de nouveaux écosystèmes dans lesquels ils n'ont pas forcément d'ennemis naturels. Une fois établis, ils peuvent causer des dégâts considérables aux forêts et aux zones urbanisées, menaçant ainsi la biodiversité, l'économie et la santé des écosystèmes. Ces invasions nécessitent donc une surveillance et une gestion rigoureuses pour prévenir et atténuer leurs impacts dévastateurs.Dans ce contexte, cette thèse a pour objectifs principaux : (i) évaluer l'efficacité du métabarcoding, une méthode permettant d'identifier simultanément et rapidement plusieurs espèces d'insectes collectées dans un même piège, en utilisant le séquenceur MinION d'Oxford Nanopore®. Ce séquenceur présente l'avantage d'être portatif et peu couteux, le rendant ainsi plus accessible que les technologies concurrentes. (ii) Créer une librairie de référence de codes-barres moléculaires pour les Cerambycides européens afin de fournir à la communauté scientifique une base de données pour effectuer des analyses fiables d'identification basées sur l'ADN. (iii) Étudier la structure génétique des populations invasives d'une espèce exotique introduit dans le bassin méditerranéen (Xylotrechus stebbingi) afin de mieux comprendre sa dynamique d'invasion de cet insecte originaire d'Asie.Concernant le premier objectif de cette thèse, nos résultats ont montré que le séquenceur MinION d'Oxford Nanopore® était performant pour la détection et l'identification rapide d'espèces invasives, par comparaison aux technologies de séquençage Illumina® et IonTorrent. Nos résultats montrent également que la méthode de piégeage et de préservation des échantillons dans les pièges est un prérequis essentiel qui conditionne la détection fiable des espèces présentes dans les échantillons. En ce qui concerne le deuxième chapitre, nous avons pu assembler 2928 séquences de codes-barres ADN pour 147 espèces de cérambycidés, soit plus de 79% des 185 espèces capturées en Europe à l'aide de pièges multi-phéromonaux. Cette nouvelle base de données pourrait être utilisée pour identifier avec précision le contenu des pièges multi-phéromonaux déployés en Europe lors d'analyses de codes-barres ou de métabarcodes. Enfin, dans le troisième chapitre de cette thèse, nous avons mis en évidence que l'invasion du xylophage Xylotrechus stebbingi dans le bassin méditerranéen résultait d'une série d'introductions multiples, probablement en lien avec les échanges commerciaux maritimes plutôt qu'à une unique introduction qui se serait propagée au fil du temps. Ces résultats impliquent que cette espèce, hautement polyphage et à fort potentiel invasif, risque d'envahir de nouvelles régions du monde (en dehors du bassin méditerranéen) dans les prochaines années via le transport maritime. Par conséquent, il est nécessaire de rester vigilant dans les zones portuaires afin de limiter au maximum la propagation de cet insecte
Biological invasions, particularly those of xylophagous insects such as cerambycids, are constantly increasing, mainly due to climate change and the intensification of trade exchanges. These insects, primarily transported through international wood trade, establish themselves in new ecosystems where they may not have natural enemies. Once established, they can cause considerable damage to forests and urban areas, thus threatening biodiversity, the economy, and the health of ecosystems. Therefore, these invasions require rigorous monitoring and management to prevent and mitigate their devastating impacts.In this context, this thesis has the following main objectives: (i) to assess the effectiveness of metabarcoding, a method that allows for the simultaneous and rapid identification of multiple insect species collected in the same trap, using the MinION sequencer from Oxford Nanopore®. This sequencer has the advantage of being portative and inexpensive, making it more accessible than competing technologies. (ii) To create a reference library of molecular barcodes for European Cerambycids to provide the scientific community with a database for reliable DNA-based identification analyses. (iii) To study the genetic structure of invasive populations of an exotic species introduced from Asia to the Mediterranean basin (Xylotrechus stebbingi) to better understand the invasion dynamics of this insect native to Asia. Regarding the first objective of this thesis, our results showed that the MinION sequencer from Oxford Nanopore® was efficient for the rapid detection and identification of invasive species, in comparison to Illumina® and IonTorrent sequencing technologies. Our results also show that the trapping method and sample preservation in the traps are essential prerequisites for the reliable detection of species present in the samples. For the second chapter, we assembled 2928 DNA barcode sequences from 147 species of cerambycids, representing over 79% of the 185 species captured in Europe using multi-pheromone traps. This new database could be used to accurately identify the contents of multi-pheromone traps deployed in Europe during barcode or metabarcoding analyses. Finally, in the third chapter of this thesis, we demonstrated that the invasion of the xylophagous Xylotrechus stebbingi in the Mediterranean basin resulted from a series of multiple introductions, probably linked to maritime trade exchanges rather than a single introduction that would have spread over time. These results imply that this highly polyphagous species has a strong invasive potential and is likely to invade new regions of the world (outside the Mediterranean basin) in the coming years through maritime transport. Consequently, it is necessary to remain vigilant in port areas to limit the spread of this insect as much as possible

Le paludisme, endemie due a un parasite du genre plasmodium et transmis par un moustique femelle du genre anophele, est la cause majeure de la mortalite dans les zones tropicales. Depuis quelques annees, cette maladie est en forte recrudescence, ce qui necessite l'elaboration de nouvelles approches therapeutiques. Au laboratoire, nous avons developpe une approche biologique fondee sur l'inhibition d'une endoproteinase de p. Falciparum impliquee dans la reinvasion des erythrocytes humains par les merozoites: etape cle du cycle de vie du parasite. Des travaux anterieurs ont indique que la sequence peptidique val-leu-gly-lys etait la plus specifique de l'endoprotease de plasmodium falciparum. Afin de rendre cette sequence plus resistante a l'hydrolyse enzymatique nous avons synthetise un substrat fluorogenique dans lequel une liaison pseudopeptidique psi-(ch#2-nh), non hydrolysable, a ete introduite entre les residus leucyle et glycyle. Nous avons ensuite synthetise divers inhibiteurs pseudopeptidiques de faible masse moleculaire, puis selectionne la meilleure sequence inhibitrice: val-leu-gly-lys psi-(ch#2-nh)-ch#2-ch#3. Dans le but d'augmenter la duree de vie de cet inhibiteur de faible masse moleculaire, celui-ci a ete fixe, par l'intermediaire d'un bras espaceur, sur un transporteur macromoleculaire hydrosoluble et non immunogenique: la poly-l-lysine, permettant ainsi d'obtenir des inhibiteurs macromoleculaires. Ces composes se sont reveles etre plus efficaces lors d'experiences d'inhibition in vitro de la reinvasion des erythrocytes par les merozoites

Depuis les années 1990, on observe une accélération de la vitesse de propagation après établissementd’une grande partie des insectes introduits accidentellement en Europe. L’invasion fulgurante de lapyrale du buis, Cydalima perspectalis, est un exemple de ce phénomène. Observée pour la premièrefois en 2007 en Allemagne, elle s’est ensuite propagée jusqu’au Caucase en une décennie. Il a étérapidement supposé que le commerce de buis d’ornement entre les pays européens et la Chine auraitpermis son introduction tandis que l‘intensification des échanges commerciaux entre pays européensaurait facilité sa propagation à travers le continent. Cependant, certains traits biologiques de l’insecteont également pu favoriser son invasion. Pour mieux comprendre les facteurs impliqués dans soninvasion fulgurante, une approche pluridisciplinaire a été utilisée au cours de cette thèse. Tout d’abord,les routes d’invasion ont été appréhendées avec deux types de marqueurs génétiques. Puis, deux traitsbiologiques ayant pu favoriser son établissement et son expansion ont été étudiés : ses capacités devol et la diapause. Les résultats génétiques ont permis de cibler la partie côtière de la Chine commezone source probable, et suggèrent au moins deux introductions indépendantes depuis la Chine suivipar un phénomène tête de pont probablement lié au commerce d’ornement. Les capacités de volestimées sont élevées et expliqueraient la dispersion de l’insecte à l’échelle locale. De plus, la sortie dediapause influencée par la température a pu permettre l’adaptation du nombre de générations enfonction du climat annuel. Ces deux traits biologiques ont par conséquent dû favoriser son invasion àl’échelle locale mais il apparaît que les activités humaines, en particulier le commerce des plantesornementales, ont joué un rôle majeur dans son invasion fulgurante à large échelle en Europe et auCaucase
Since 1990, recently established non-native insect species appear to be spreading across Europesignificantly faster than before. The box tree moth, Cydalima perspectalis, is a representative of such arapid spread. First observed in 2007, it spread across Europe to Asia Minor in a decade, damaging onBuxus plants in urban areas as well as in forests. The trade of ornamental box plants between Europeand China has been hypothesized as the invasion pathway of the insect while the trade betweenEuropean countries could explain its fast expansion. The biological traits of the moth may also havefavored its spread. To understand the factors involved in both its invasion and fast expansion, we useda multidisciplinary approach. First, the invasion routes were tentatively assessed using two geneticmarkers. Then, two biological traits, flight capacities and diapause, were studied because they may havepromote its spread. The genetic analyses clearly suggest an origin from Eastern China origin but alsocomplex invasion pathways. Two independent introduction events probably happened directly fromChina followed by bridgehead effects due to ornamental plant trade. The moth flight capacities areimportant but can only explain dispersal at local scale. Moreover, diapause termination was influencedby temperature, which may lead to an adapted number of generation depending on local climate. Thesebiological traits may have favored local invasions. However, our study suggests that human-mediateddispersal played a key role in the fast expansion of C. perspectalis across Europe and Asia Minor

Les invasions biologiques ont des conséquences écologiques et économiques considérables. Si leurs mécanismes démographiques, écologiques et génétiques sont maintenant connus, elles restent cependant difficiles à prédire. Les approches fondées sur la recherche des caractéristiques écologiques des espèces envahissantes ou des écosystèmes envahis n'ont pas encore abouti. Nous encourageons une approche évolutive pour mieux appréhender les mécanismes d'invasion, approche qui s'attache à la résolution de deux paradoxes. (1) Pourquoi une espèce "étrangère" réussit-elle à s'établir et à envahir un écosystème auquel elle n'est pas adaptée, surpassant parfois certaines espèces locales ? (2) Pourquoi les populations envahissantes réussissent-elles à s'adapter si rapidement à leur nouvel environnement malgré les effets de fondation ? L'ambroisie commune, envahissante dans la vallée du Rhône, est une Asteraceae d'origine nordaméricaine. Cet adventice des cultures pose d'importants problèmes de santé publique, son pollen étant très allergène. Pour tenter de résoudre les deux paradoxes évolutifs, nous avons mené plusieurs études comparant des populations envahissantes françaises à des populations nord-américaines de l'aire d'origine. Nous avons ainsi détecté un relâchement de la pression des herbivores qui pourrait avantager l'ambroisie dans l'aire d'invasion. En revanche, nous n'avons décelé aucune adaptation consécutive à cette diminution de pression d'herbivorie. Par ailleurs, après avoir développé des marqueurs microsatellites spécifiques, nous avons mis en évidence une diversité génétique plus élevée dans les populations françaises que dans les populations nord-américaines. Les effets de fondation furent probablement limités par l'introduction en France d'individus provenant de plusieurs populations sources. Enfin, nous proposons un cadre théorique évolutif où nous distinguons trois types d'invasion: celles ne nécessitant aucun changement de l'environnement ou de l'espèce, celles qui sont la conséquence d'un changement de l'environnement et celles qui résultent de l'adaptation de l'espèce.

Nosema bombycis est un parasite obligatoire intracellulaire et eukaryoitique microsporidia apparenté aux champignons. Cette microsporidie est l'agent responsable de la pébrine, maladie du ver à soie Bombyx mori qui inflige de sévères pertes économiques à la sériciculture mondiale. Nous avons étudié l'interactions N. bombycis-B. mori in vivo : l'infestation par N. bombycis démarre au niveau de l'épithélium intestinal antérieur, puis s'étend aux muscles et trachées adjacents. Les tissus plus distants sont ensuite infectés. Cependant, les réponses immune mélanisation et phagocytose, l'hémolymphe et les hémocytes sont les vecteurs de la dissémination de N. bombycis dans son hôte. Nous avons développé une approche protéomique pour identifier des protéines de tube polaire (PTP). Trois PTPs ont été caracterisés par immunocytochimie MET et MS/MS. Des motifs de séquence peptidique ont pu en être déduits par les programmes Peaks Online et DeNovoX, puis évalués par algorithmes Mascot et Sequest