Prévision de l’impact des espèces invasives : un examen de l’approche par comparaison des réponses fonctionnelles

Dans l’objectif d’optimiser les stratégies de gestion des espèces invasives, la science des invasions fait face au besoin d’anticiper et de hiérarchiser les invasions futures à l’aide d’approches efficaces, économiques et généralisables à de nombreux groupes taxinomiques. Récemment, pour prédire l’impact des prédateurs invasifs, il a été proposé de comparer la relation entre la ressource consommée et sa disponibilité, c’est-à-dire la réponse fonctionnelle, entre des envahisseurs potentiels et leurs analogues trophiques dans l’écosystème receveur (approche par comparaison des réponses fonctionnelles, ou approche CRF ci-après). Après une brève description du cadre de travail de l’approche CRF, nous dressons le bilan des comparaisons déjà disponibles dans la littérature. Ensuite, nous examinons comment la présence de congénères du prédateur peut altérer les prédictions de l’approche CRF. En effet, dans les expériences menées dans le cadre de l’approche CRF, les réponses fonctionnelles ont été déterminées en faisant varier la densité en proies mais avec un unique individu prédateur alors que dans la nature, les prédateurs sont rarement isolés et sont donc susceptibles d’interagir entre eux pendant leur activité d’approvisionnement. Ces interactions peuvent altérer l’efficacité de chaque individu, générant ainsi une prédateur-dépendance dans la réponse fonctionnelle. Cette interférence mutuelle peut affecter différemment le prédateur invasif et son analogue natif et par conséquent moduler la différence entre leurs réponses fonctionnelles. La prise en compte de l’interférence devrait améliorer l’extrapolation des résultats de l’approche CFR aux populations naturellesIn the aim of optimizing management strategies, invasion science faces the need to prioritize future invasions with reliable, cost-effective and generalizable approaches. To predict the ecological impact of invasive species, it has recently been proposed to compare the relationship between resource consumption and resource availability, namely the functional response, between potential invaders and their trophic analogs in the recipient ecosystem. After a brief description of the framework of the comparative functional response approach (CFR approach hereafter), we review the functional response comparisons already available in the literature. We then investigate how the presence of conspecifics of the predators may alter predictions of the CFR approach. Indeed, the functional response experiments carried under the CFR approach typically involve a range of prey densities but a single predator individual whereas predators rarely forage alone in nature. Mutual interference between predators can generate predator dependence in the FR through the alteration of per capita consumption rates. Mutual interference is therefore likely to modulate the difference in functional response between an invasive predator and its native counterpart, and accounting for mutual interference should promote extrapolation of results to natural population

Feeding choice and predation pressure of two invasive gammarids, Gammarus tigrinus and Dikerogammarus villosus, under increasing temperature

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Study of exclusive one-pion and one-eta production using hadron and dielectron channels in pp reactions at kinetic beam energies of 1.25 GeV and 2.2 GeV with HADES

We present measurements of exclusive ensuremathπ+,0 and η production in pp reactions at 1.25GeV and 2.2GeV beam kinetic energy in hadron and dielectron channels. In the case of π+ and π0 , high-statistics invariant-mass and angular distributions are obtained within the HADES acceptance as well as acceptance-corrected distributions, which are compared to a resonance model. The sensitivity of the data to the yield and production angular distribution of Δ (1232) and higher-lying baryon resonances is shown, and an improved parameterization is proposed. The extracted cross-sections are of special interest in the case of pp → pp η , since controversial data exist at 2.0GeV; we find \ensuremathσ=0.142±0.022 mb. Using the dielectron channels, the π0 and η Dalitz decay signals are reconstructed with yields fully consistent with the hadronic channels. The electron invariant masses and acceptance-corrected helicity angle distributions are found in good agreement with model predictions

Assessing the ecological impacts of invasive species based on their functional responses and abundances

Invasive species management requires allocation of limited resources towards the proactive mitigation of those species that could elicit the highest ecological impacts. However, we lack predictive capacity with respect to the identities and degree of ecological impacts of invasive species. Here, we combine the relative per capita effects and relative field abundances of invader as compared to native species into a new metric, “Relative Impact Potential” (RIP), and test whether this metric can reliably predict high impact invaders. This metric tests the impact of invaders relative to the baseline impacts of natives on the broader ecological community. We first derived the functional responses (i.e. per capita effects) of two ecologically damaging invasive fish species in Europe, the Ponto-Caspian round goby (Neogobius melanostomus) and Asian topmouth gudgeon (Pseudorasbora parva), and their native trophic analogues, the bullhead (Cottus gobio; also C. bairdi) and bitterling (Rhodeus amarus), towards several prey species. This establishes the existence and relative strengths of the predator-prey relationships. Then, we derived ecologically comparable field abundance estimates of the invader and native fish from surveys and literature. This establishes the multipliers for the above per capita effects. Despite both predators having known severe detrimental field impacts, their functional responses alone were of modest predictive power in this regard; however, incorporation of their abundances relative to natives into the RIP metric gave high predictive power. We present invader/native RIP biplots that provide an intuitive visualisation of comparisons among the invasive and native species, reflecting the known broad ecological impacts of the invaders. Thus, we provide a mechanistic understanding of invasive species impacts and a predictive tool for use by practitioners, for example, in risk assessments

De l'individu à la population (étude théorique de l'influence, au niveau de la population, de traits d'histoire de vie et de comportements individuels dans les systèmes hôtes-parasitoïdes)

L'hétérogénéité est omniprésente dans la nature. Parmi les différentes formes qu'elle peut prendre, beaucoup influencent le fonctionnement des systèmes biologiques, notamment leur dynamique. Toutefois, cette influence reste à préciser dans de nombreux cas. Par une approche théorique cette thèse contribue à une meilleure compréhension des effets de l'hétérogénéité au sein des populations et de l'hétérogénéité spatiale de l'environnement, dans les systèmes hôtes-parasitoïdes. Grâce à des modèles structurés en classes d'âge, les conséquences d'une reproduction des hôtes parasités adultes et les différentes formes de compétition intraspécifique, sur la dynamique des systèmes hôtes-parasitoïdes ont pu être appréhendées. Les résultats suggèrent que la reproduction des hôtes parasités peut provoquer une explosion démographique si elle est trop forte, mais qu'elle constitue un facteur de stabilité si elle est modérée. La compétition intraspécifique chez l'hôte est également susceptible d'influencer la dynamique des systèmes. Cette influence semble dépendre du type de compétition et des capacités compétitives relatives saines et parasitées. Le problème du rôle de l'hétérogénéité spatiale a été élaborée dans une seconde partie de la thèse à travers l'étude des règles de décision de départ des patchs avec un double objectif : i) mieux comprendre, à partir d'une réflexion basée sur les concepts basée sur les concepts évolutifs, la diversité des mécanismes impliqués dans ces règles ; ii) préciser les conséquences populationnelles de l'utilisation de ces règles. Grâce à l'intégration de règles fondées sur des mécanismes proximaux dans un modèle individu-centré, nous montrons que la meilleure façon d'employer l'information dépend des conditions environnementales et que des règles de décision relativement complexes ne conduisent pas vers une répartition spatiale optimale des parasitoïdes, telle qu'elle est décrite par les modèles généraux basés sur les causes ultimes.LYON1-BU.Sciences (692662101) / SudocSudocFranceF

Predicting the impact of invasive species: a look forward on the comparative functional response approach

In the aim of optimizing management strategies, invasion science faces the need to prioritize future invasions with reliable, cost-effective and generalizable approaches. To predict the ecological impact of invasive species, it has recently been proposed to compare the relationship between resource consumption and resource availability, namely the functional response, between potential invaders and their trophic analogs inthe recipient ecosystem. After a brief description of the framework ofthe comparative functional response approach(CFR approach hereafter), wereview the functional responsecomparisons already available in the literature. We then investigate how the presence of conspecifics of the predators may alter predictions of the CFR approach. Indeed, the functional response experimentscarried under the CFR approachtypically involve a range of prey densities but a single predatorindividual whereas predators rarely forage alone in nature.Mutual interference between predators can generate predator dependence in the FR through the alteration of per capitaconsumption rates. Mutual interference is therefore likely to modulate the difference in functional response between an invasive predatorand its native counterpart, and accounting for mutual interference shouldpromote extrapolation of results to natural populations.________Prévision de l’impact des espèces invasives: un examen de l’approche par comparaison des réponses fonctionnelles.—Dans l’objectif d’optimiser les stratégies de gestion des espèces invasives, la science des invasions fait face au besoin d’anticiper et de hiérarchiser les invasions futures à l’aide d’approches efficaces, économiques et généralisables à de nombreux groupes taxinomiques. Récemment, pour prédire l’impact des prédateurs invasifs, il a été proposé de comparer la relation entre la ressource consommée et sa disponibilité, c’est-à-dire la réponse fonctionnelle, entre des envahisseurs potentiels et leurs analogues trophiques dans l’écosystème receveur(approche par comparaison des réponses fonctionnelles, ou approche CRF ci-après). Après une brève description du cadre de travail de l’approche CRF, nous dressons le bilan des comparaisons déjà disponiblesdans la littérature. Ensuite, nous examinons comment la présence de congénères du prédateur peut altérer les prédictions de l’approche CRF.En effet, dans les expériences menées dans le cadre de l’approche CRF,les réponses fonctionnelles ont été déterminées en faisant varier la densité en proies mais avec un unique individu prédateuralors que dans la nature, les prédateurs sontrarement isolés et sont donc susceptibles d’interagir entre eux pendant leur activité d’approvisionnement. Ces interactions peuvent altérer l’efficacité de chaque individu, générant ainsi uneprédateur-dépendance dans la réponse fonctionnelle. Cette interférence mutuelle peut affecter différemment le prédateur invasif et son analogue natif et par conséquentmodulerla différence entre leurs réponsesfonctionnelles.La prise en compte de l’interférence devraitaméliorerl’extrapolation des résultats de l’approche CFR aux populations naturelles

Predicting the impact of invasive species: a look froward on the comparative functional response approach

International audiencen the aim of optimizing management strategies, invasion science faces the need to prioritize future invasions with reliable, cost-effective and generalizable approaches. To predict the ecological impact of invasive species, it has recently been proposed to compare the relationship between resource consumption and resource availability, namely the functional response, between potential invaders and their trophic analogs inthe recipient ecosystem. After a brief description of the framework ofthe comparative functional response approach(CFR approach hereafter), wereview the functional responsecomparisons already available in the literature. We then investigate how the presence of conspecifics of the predators may alter predictions of the CFR approach. Indeed, the functional response experimentscarried under the CFR approachtypically involve a range of prey densities but a single predatorindividual whereas predators rarely forage alone in nature.Mutual interference between predators can generate predator dependence in the FR through the alteration of per capitaconsumption rates. Mutual interference is therefore likely to modulate the difference in functional response between an invasive predatorand its native counterpart, and accounting for mutual interference shouldpromote extrapolation of results to natural populations.Prévision de l’impact des espèces invasives: un examen de l’approche par comparaison des réponses fonctionnelles.—Dans l’objectif d’optimiser les stratégies de gestion des espèces invasives, la science des invasions fait face au besoin d’anticiper et de hiérarchiser les invasions futures à l’aide d’approches efficaces, économiques et généralisables à de nombreux groupes taxinomiques. Récemment, pour prédire l’impact des prédateurs invasifs, il a été proposé de comparer la relation entre la ressource consommée et sa disponibilité, c’est-à-dire la réponse fonctionnelle, entre des envahisseurs potentiels et leurs analogues trophiques dans l’écosystème receveur(approche par comparaison des réponses fonctionnelles, ou approche CRF ci-après). Après une brève description du cadre de travail de l’approche CRF, nous dressons le bilan des comparaisons déjà disponiblesdans la littérature. Ensuite, nous examinons comment la présence de congénères du prédateur peut altérer les prédictions de l’approche CRF.En effet, dans les expériences menées dans le cadre de l’approche CRF,les réponses fonctionnelles ont été déterminées en faisant varier la densité en proies mais avec un unique individu prédateuralors que dans la nature, les prédateurs sontrarement isolés et sont donc susceptibles d’interagir entre eux pendant leur activité d’approvisionnement. Ces interactions peuvent altérer l’efficacité de chaque individu, générant ainsi uneprédateur-dépendance dans la réponse fonctionnelle. Cette interférence mutuelle peut affecter différemment le prédateur invasif et son analogue natif et par conséquentmodulerla différence entre leurs réponsesfonctionnelles.La prise en compte de l’interférence devraitaméliorerl’extrapolation des résultats de l’approche CFR aux populations naturelles

Comparison of spatially implicit and explicit approaches to model plant infestation by insect pests

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Impact of the mate-finding Allee effect on the competitiveness of diploid versus haplodiploid parasitoids: a theoretical approach

International audienceInsect parasitoids can either be diploid, and require mating prior to ovipositing, or haplodiploid, in which case females can produce male offspring through parthenogenesis. In small or low-density populations, parasitoid females might face a mate-finding Allee effect, that is they might not be able to find a male to mate with. Incidences of low-densities populations may be frequent in parasitoid due to the host-parasitoid interaction, which can lead to cycling dynamics, or because of their use in biological control where they might be introduced in small numbers. The ability of virgin haplodiploid females to produce offspring might favor them when confronted with mate-finding difficulties. Using modeling tool to simulate a host-parasitoid dynamics, we investigated whether haplodiploidy confers a competitive advantage over diploidy in parasitoid populations undergoing mate-finding Allee effect. Our results suggest that the Allee effect impacts parasitoid dynamics by inducing competitive exclusion between diploid and haplodiploid parasitoids. Haplodiploidy is favored when mate-finding difficulties are strong

Parasitism may alter functional response comparisons: a case study on the killer shrimp Dikerogammarus villosus and two non-invasive gammarids

The Ponto-Caspian freshwater amphipod Dikerogammarus villosus has colonized most of the water bodies of continental Europe where it causes strong structural alterations in recipient communities that can lead to changes in ecosystem-level processes, mainly because of a strong predatory behaviour. Most of the D. villosus populations from the invaded range have been found infected with the co-introduced microsporidian parasite Cucumispora dikerogammari, known to decrease the predation rate of its host. Infection might thus mitigate the ecological impact of D. villosus and we wanted to test this assumption using the comparative functional response approach. We compared the relationship between resource use and resource availability (i.e. the functional response, FR) of D. villosus, either with infected individuals or not, to that of two non-invasive gammarids: Gammarus pulex and Echinogammarus berilloni. With infected individuals included, D. villosus displayed a higher FR than the two non-invasive gammarids. Although this effect was not significant, C. dikerogammari infection tended to alter the FR of D. villosus with a slight decrease in attack rate and handling time, resulting in a less steep initial slope and a higher asymptote, respectively. Removing infected D. villosus from the dataset did not affect the FR comparison with G. pulex but suppressed the difference in FR with E. berilloni. Although we cannot exclude the role of sample size reduction in this effect, this suggests that C. dikerogammari infection might increase the predation pressure on local prey populations in case of species replacement between D. villosus and E. berilloni. From a more general perspective, our study illustrates how parasites may alter our capacity to predict invasive species impacts from FR comparisons