Écologie, diversité et évolution des moustiques (Diptera Culicidae) de Guyane française

Les invasions biologiques sont apparues comme un problème majeur au cours du XXème siècle. De nos jours, ce phénomène est plus que jamais d’actualité et engage souvent des enjeux socio-économiques importants (Lockwood et al. 2013). Le coût économique au titre de la gestion et des dommages liés aux invasions biologiques s’élèverait à 120 milliards de dollars par an aux Etats Unis et 12,5 milliards d’euros par an pour l’Europe (Pimentel et al. 2005; Kettunen et al. 2009). En plus des impacts économiques, certaines espèces invasives peuvent également causer des bouleversements environnementaux en modifiant la structure et le fonctionnement des écosystèmes investis (Parker et al. 1999). Certains auteurs vont même jusqu’à considérer les invasions biologiques comme le second facteur responsable de l’érosion de la biodiversité après la destruction des habitats (Dudgeon et al. 2006).

Les espèces introduites par l’Homme qui s’établissent et s’étendent en dehors de leur région biogéographique d’origine sont définies comme invasives (Richardson et al. 2000). Le processus d’invasion biologique peut être conceptualisé comme une succession de trois phases : l’introduction, la naturalisation et l’invasion, chacune d’elles constituant une barrière que doit franchir l’espèce pour accéder à la phase suivante (Richardson et al. 2000). On parlera d’espèces introduites pour les espèces “bloquées” à la première phase et d’espèce naturalisées pour celles “bloquées” à la seconde. Le processus d’invasion biologique est achevé lorsque les trois phases ont été réalisées et on parlera alors d’espèces invasives (Lockwood et al. 2013). Certains auteurs intègrent également l’impact sur l’écosystème receveur comme une condition nécessaire au concept d’invasion biologique (Simberloff et al. 2013). En raison des difficultés pour définir les impacts environnementaux et/ou économiques liés aux invasions biologiques et du caractère subjectif de l’impact, cette notion n’apparaitra pas dans notre conception du phénomène d’invasion biologique (Richardson et al. 2000).

L’étude de la phase d’invasion est particulièrement intéressante car elle représente en quelque sorte un microcosme de l’ensemble des phases se succédant lors du phénomène d’invasion biologique (Lockwood et al. 2013). La dispersion autogène de l’espèce et son établissement dans un nouvel écosystème peuvent être assimilés à la phase d’introduction puis de naturalisation à une échelle plus réduite. Adopter cette approche présente l’avantage de pouvoir étudier le phénomène d’invasion biologique expérimentalement et d’établir les critères permettant la dispersion (i.e. l’introduction) et l’établissement (i.e. la naturalisation) de l’espèce dans ce nouvel écosystème. Autrement dit, l’étude de la phase d’invasion peut permettre de mieux comprendre les différents mécanismes en action derrière le phénomène d’invasion biologique dans son ensemble.

Au cours de cette thèse nous nous sommes intéressés à l’invasion biologique du moustique Aedes (Stegomyia) aegypti (Linnaeus 1762) qui est l’une des espèces invasives présentant la plus vaste aire de répartition au monde (Kraemer et al. 2015). En outre, cette espèce présente une grande importance en santé publique car elle est considérée comme étant la principale responsable des épidémies de dengue et de chikungunya à travers le monde (Brown et al. 2011). Elle serait également l’un des principaux vecteurs urbains du virus Zika avec Culex (Culex) quinquefasciatus Say 1823 (Chouin-Carneiro et al. 2016).

L’introduction d’une espèce en dehors de son aire de répartition biogéographique d’origine peut se faire de manière autogène par la dispersion active d’individus, ou bien par la dispersion passive de propagules via des mécanismes comme l’anémochorie, la zoochorie ou l’hydrochorie (Lockwood et al. 2013). Même si elles existent, ces introductions restent rares et surtout sans commune mesure avec celles orchestrées par l’Homme de manière volontaire ou non. Les introductions volontaires d’espèces ont lieu le plus souvent à des fins alimentaires, récréatives ou encore pour servir d’agents de lutte biologique (Shea & Chesson 2002). Les introductions involontaires sont quant à elles généralement liées à des espèces présentant une affinité particulière pour l’Homme telles que les espèces domestiques et synanthropiques, ce qui a facilité leur transport.

Une fois introduite, l’espèce doit faire preuve de plasticité écologique pour s’adapter aux nouvelles conditions environnementales et s’établir en réussissant à se reproduire dans ce nouvel écosystème (Richardson et al. 2000). À cette étape, les organismes présentant plusieurs modes de reproduction sont favorisés. C’est le cas de certaines plantes capables d’assurer à la fois une multiplication végétative et une reproduction sexuée (Barrett et al. 2008) ou de certains insectes sociaux capables de créer de nouvelles fondations par essaimage ou bien par sous-clonage (Fournier et al. 2005). Enfin, la dispersion autogène ou exogène de l’espèce en dehors de la zone de naturalisation signera le début de la phase d’invasion. Certains auteurs distinguent deux niveaux d’invasion, le premier où la distribution est limitée aux milieux les plus perturbés et le second où la distribution s’étend jusqu’aux milieux les moins perturbés (Richardson et al. 2000).

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Table des matières

INTRODUCTION
I Les invasions biologiques
I.1 Généralités
I.2 Le phénomène d’invasion biologique
I.3 Résistance biotique des écosystèmes à l’invasion
I.4 Anthropisation et invasion biologiques
II Modèles d’étude
II.1 Les moustiques
II.2 Le moustique : Aedes (Stegomyia) aegypti
III La Guyane
III.1 Démographie, géographie et climat
III.2 Diversité culicidienne et hypothèses biogéographiques
III.3 Aedes (Stegomyia) aegypti en Guyane
IV Plan de thèse
Chapitre 1: Updated Checklist of the Mosquitoes (Diptera: Culicidae) of French Guiana (Talaga et al. 2015, Journal of Medical Entomology, 52, 770–782)
INTRODUCTION
THE MOSQUITOES OF FRENCH GUIANA
SUBFAMILY ANOPHELINAE
SUBFAMILY CULICINAE
NOTES
Chapitre 2: A DNA reference library of French Guiana mosquitoes for barcoding (Talaga et al., en préparation)
INTRODUCTION
MATERIAL AND METHODS
RESULTS
DISCUSSION
Chapitre 3: Online database for mosquito (Diptera: Culicidae) occurrence records in French Guiana (Talaga et al. 2015, ZooKeys, 532, 107–115)
INTRODUCTION
TAXONOMIC COVERAGE
SPATIAL COVERAGE
PROJECT DESCRIPTION
METHODS
DATA RESSOURCES
Chapitre 4: Convergent evolution of intraguild predation in phytotelm-breeding mosquitoes (Talaga et al., soumis à Evolutionary Ecology)
INTRODUCTION
MATERIALS AND METHODS
RESULTS
DISCUSSION
CONCLUSION