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En direct des laboratoires

 

28 février 2008

Prix Elton 2007 : Sylvain Pincebourde récompensé pour une étude présentant une avancée dans la compréhension des impacts écologiques du changement climatique

Sylvain Pincebourde, post-doctorant à l'Institut de Recherche sur la Biologie de l'Insecte - IRBI (CNRS/Université François Rabelais, Tours), vient d’obtenir le prix Elton de la British Ecological Society (BES) pour le meilleur article d'un jeune chercheur dans Journal of Animal Ecology en 2007 (1).
Grâce à la combinaison de différents modèles biophysiques et la reconstitution en 3D de plus de 26 000 feuilles d’un arbre, les auteurs de l’étude (2) ont réussi à construire une méthode permettant de mesurer et de prédire l’impact du climat régional sur la mosaïque de microclimats et sur le développement des insectes existants au sein de la canopée.
 

Elucider, comprendre et anticiper les impacts écologiques du changement climatique représente un enjeu majeur. Or, les mécanismes qui soutiennent la multitude d’interactions en jeu sont encore trop peu connus pour pouvoir obtenir des prédictions fiables.
La canopée, écran formé par la partie supérieure des arbres, constitue un milieu particulièrement riche en termes de biodiversité et de productivité biologique, ce qui l’amène à être considérée comme un écosystème en tant que tel. C'est là que la majorité de l'énergie solaire est captée, favorisant un microclimat très particulier.

L’objectif de cette étude était de développer une méthodologie permettant de traverser les échelles spatiales en relation (insecte / microclimat local / climat régional) afin de déterminer les mécanismes par lesquels le changement climatique régional affecte le développement des insectes.

Le modèle retenu était un « insecte mineur » ou « mineuse » de feuilles de pommier, un insecte de petite taille dont la larve se nourrit de et à l’intérieur de feuilles d’arbres, créant ainsi des sortes de galeries (ou « mines ») dans l’épaisseur des feuilles (ex : papillons, mouches).
Différents modèles biophysiques considérants les échanges de chaleur entre les systèmes ont été intégrés en cascade : un modèle de transferts radiatifs au sein des canopées, des modèles de budgets de chaleurs d’une feuille et d’une mine, un modèle de température corporelle de la larve puis un modèle physiologique température-dépendent de la larve. Ce dernier modèle tenait compte du taux de développement larvaire et du seuil létal de tolérance thermique.
Cette cascade de modèles a tout d’abord permis d’estimer, à partir des données climatiques régionales, aussi bien la température du microhabitat et la température corporelle que le taux de développement d’une larve à une position donnée dans la canopée. Ces estimations ont été vérifiées par des mesures de température de mine réalisées sur le terrain.
La structure géométrique complexe de la canopée a également été modélisée : un travail considérable de mesures des coordonnées spatiales (3D) et des angles d’orientation de plus de 26 000 feuilles d’un pommier.

Le modèle couplé biophysique / structure ainsi obtenu a ensuite été testé dans deux conditions climatiques différentes : une journée estivale « typique » et une journée « exceptionnellement » chaude correspondant à la vague de chaleur survenue en Europe en 2003.
Il ressort que lors d’une journée « typique », les larves trouvent les conditions thermiques optimales pour leur développement dans les feuilles exposées aux radiations solaires, tandis que les conditions sont sub-optimales dans les zones ombragées de la canopée.
La situation s’inverse totalement lors d’une journée « exceptionnellement » chaude : les larves se trouvant dans les zones exposées au soleil sont alors confrontées à un microclimat risqué, induisant potentiellement un taux de mortalité élevé ; en revanche, les conditions thermiques deviennent optimales dans les zones ombragées.

Ces résultats révèlent ainsi l’existence d’une mosaïque de microclimats au sein de la canopée générant autant de microhabitats, favorables et risqués pour l’insecte, changeants radicalement en fonction du climat régional.
On peut penser par conséquent que la répartition uniforme de la plupart des insectes dans la canopée représente une stratégie leur permettant d’assurer leur développement.
Plus largement, ces résultats laissent entrevoir les probables conséquences du réchauffement climatique au niveau de l’aire de répartition géographique des organismes.
A l’instar de la tendance des espèces à migrer vers les pôles afin de retrouver les conditions nécessaires à leur viabilité, le rôle joué par la canopée à la fois comme amplificateur et réducteur des variations climatiques régionales pourrait entraîner des disparités locales dans la distribution des organismes, pouvant provoquer à terme des cassures dans leur actuelle répartition uniforme…

 

© Université François Rabelais / Sylvain Pincebourde

 

(1) Journal of Animal Ecology, News and Announcements, "Journal of Animal Ecology Young Author Award 2007"

Consulter l'annonce

 

Références :

(2) "Regional climate modulates the canopy mosaic of favourable and risky microclimates for insects”, Sylvain Pincebourde, Hervé Sinoquet, Didier Combes et Jérôme Casas, Journal of Animal Ecology 76 (3), 424–438  - doi :10.1111 / j.1365-2656.2007.01231.x

 

Contact chercheur :

Sylvain Pincebourde

Institut de Recherche sur la Biologie de l'Insecte (IRBI), UMR 6035

Site de l'IRBI

 

Contact Communication :

Karine Baligand

Département Environnement et développement durable (EDD) du CNRS

 

 

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