Thèses sur le sujet « Pollinisation par les insectes – Société »

Les pollinisateurs sont en déclin dans de nombreuses régions du monde. Quelles sont donc les conséquences de ce déclin pour la société ? Pourquoi devrions-nous agir ? Cette thèse propose l'évaluation économique afin d’aider à la prise de décision. Elle évalue les impacts du déclin des pollinisateurs sur le bien-être humain à travers des aspects économiques et nutritionnels. Pour les aspects économiques, elle se concentre autant sur les impacts marchands que non marchands et pour les aspects nutritionnels, elle intègre autant les apports quantitatifs que qualitatifs des nutriments. La contribution des pollinisateurs au marché mondial des produits alimentaires, aux territoires et aux paysages locaux dans différents contextes est examinée. Plus précisément, trois études de cas ont été abordées, chacune à une échelle spatiale différente : le commerce international, le territoire du Comminges dans le sud-ouest de la France et le district de Huye dans le sud du Rwanda. Inspirée de l'économie du bien-être, notre analyse est basée sur l'approche de la fonction de production, qui intègre le ratio de dépendance de la production agricole aux pollinisateurs, les nutriments, et l'approche des préférences déclarées. Les méthodes proposées combinent des approches analytiques, des enquêtes de terrain et des simulations. Le chapitre 1 souligne les approches existantes en matière d'évaluation économique des bénéfices des pollinisateurs, la nécessité de prendre en compte les différentes échelles spatiales des causes et des impacts du déclin des pollinisateurs, et les réponses politiques existantes concernant la dégradation des pollinisateurs. Le chapitre 2 analyse les marchés agricoles mondiaux dans leur ensemble et montre les incidences du déclin des pollinisateurs dans le commerce international des produits alimentaires et leurs impacts sur le bien-être social mondial. Le chapitre 3 analyse l'importance que les gens accordent aux pollinisateurs et leurs préoccupations quant à leur déclin en évaluant la volonté du grand public de payer pour les avantages des pollinisateurs. Le chapitre 4 porte sur la contribution de la pollinisation par les insectes sur la production et la consommation de qualité nutritionnelle dans un cas particulier des ménages de petites exploitations où l'agriculture de subsistance reste importante. Les résultats montrent que le déclin des insectes pollinisateurs peut induire une diminution du surplus du consommateur, du profit du producteur et de la valeur commerciale, donc une perte globale du bien-être humain à l'échelle mondiale. Ces résultats attirent l'attention sur une perte de l'apport mondial en nutriments, notamment dans les régions où la pénurie alimentaire est déjà présente. Le grand public du Comminges est prêt à payer environ 516 € par ménage et par an pour éviter les scénarios de déclin des pollinisateurs et ainsi maintenir la diversité de la nourriture, de la flore et de la faune locales. Dans les ménages agricoles du district de Huye, les cultures dépendant des pollinisateurs représentent environ 20 % de la valeur de leur production et ont une part importante pour l'auto-approvisionnement en micronutriments. La thèse défend que tous les pays puissent être affectés par ce déclin soit en tant qu'exportateurs, soit en tant qu'importateurs de cultures dépendant des pollinisateurs. In fine, le déclin des pollinisateurs peut avoir un impact sur la diversité et la sécurité alimentaire des consommateurs de par le monde, sur les moyens de subsistance des ménages agricoles, et sur la biodiversité locale. Ainsi, l’arbitrage entre les décideurs locaux, les organismes nationaux et internationaux, et le grand public est nécessaire pour atténuer le déclin des pollinisateurs. Cette thèse souligne donc la nécessité de combiner les aspects économiques et nutritionnels dans la conception d'évaluation économique et des politiques et initiatives publiques concernant les services écosystémiques et les pollinisateurs
Pollinators are threatened in many parts of the world. This alarming phenomenon; for which Human is mainly responsible, raises the following questions: what are the consequences of this decline for society? Should we take action? This thesis proposes economic valuation as a decision-making tool. It evaluates the impacts of the decline of pollinators on human well-being through economic and nutritional perspectives. The focus is on marketed and non-marketed benefits for the economic aspects and the quantitative and qualitative dimensions of nutrient intake for the nutritional aspects. The contribution of pollinators to a global food market, territories, and local landscapes in different contexts is examined alternately. More specifically, three case studies were treated each on different spatial scales: the international trade, the Comminges territory, in southwestern France, and the Huye District, in southern Rwanda. Inspired by welfare economics, our analysis builds on the production function approach, which integrates the dependence ratio of agricultural production on pollinators, the nutrients contained in crops, and the stated preferences approach. The proposed methods combine analytical approaches, field surveys, and simulations. Chapter 1 reviews the existing economic valuation approaches of the benefits of pollinators, highlights the need to consider various spatial scales of causes and impacts of pollinator decline, and reviews the existing policy responses regarding pollinator degradation. Chapter 2 analyzes global agricultural markets as a whole and shows the implications of pollinators' decline in international food trade and their impacts on global social welfare. Chapter 3 analyzes the importance people place on pollinators and their concerns about their decline by assessing the general public’s willingness to pay for the marketed and non-marketed benefits of pollinators. Chapter 4 values the contribution of insect pollination on the quantity of production and nutritional quality of consumption in the case of smallholder farm households where subsistence agriculture remains dominant. The thesis shows that the decline of insect pollinators could have significant consequences on human well-being at local and global scales. Under defined assumptions, results show that an average world price of crops will be 186% higher if pollinators are extinct on a global scale. They show that the decline of insect pollinators can induce a decrease in consumer surplus, producer profit, and trade balance value, thus an overall loss of human well-being on a global scale. In particular, these results draw attention to a loss of global nutrient intake, especially in regions where food scarcity is already present. The general public in the Comminges is willing to pay about €516 per household per year to avoid pollinator decline scenarios in order to maintain the diversity of local food, flora, and fauna. In smallholder households in the Huye District, pollinator-dependent crops account for about 20% of the total production value and have a significant share in the self-supply of micronutrients. This thesis argues that all countries can be impacted by this decline either as exporters or as importers of pollinator-dependent crops even if the impacts of this decline may be heterogeneous across countries due to differences in initial endowments. In fine, the decline of pollinators threatens the diversity and food security of worldwide consumers, the livelihoods of farm households, and local biodiversity. Therefore, arbitration among local decision-makers, national and international governmental bodies, and the general public is necessary to mitigate the decline of pollinators. In conclusion, this thesis points to the need to combine economic and nutritional aspects in shaping economic valuation literature and public policies and initiatives regarding ecosystem services and pollinators

Ce travail comprend une etude generale de varroa jacobsoni, ses effets sur apis mellifica, l'abeille domestique, et la relation varroa-abeille. Cette derniere montre que varroa effectue un choix physique chez les ouvrieres, parmi celles qui lui offrent un site d'alimentation, mais aussi un abri, lui conferant ainsi une sorte de resistance comportementale. Dans une etude de la dl#5#0, en expliquant une technique originale, nous avons montre que l'amitraz garde une grande efficacite contre varroa jacobsoni, si le contact est etabli entre la gouttelette d'aerosol et l'acarien. Mais, la resistance comportementale de varroa est la cause de la baisse de l'efficacite d'amitraz. D'autre part, il est montre que le coumaphos comporte deux actions contre varroa jacobsoni, une action de contact et une autre systemique. Le traitement par amitraz aerosol peut etre fait pendant une courte periode en cas d'absence du couvain, ou pendant une longue periode en cas de presence du couvain. Les protocoles appliques montrent que l'efficacite d'amitraz au terrain est influencee par: 1) la presence de couvain non opercule aussi bien que la presence de couvain opercule. 2) la resistance comportementale, dont l'effet augmente avec: a) la force de la colonie; b) le faible niveau de l'infestation par varroa jacobsoni. En conclusion, l'amitraz a perdu une partie de son efficacite comme acaricide contre la varroase. Par contre c'est un bon moyen de diagnostic chimique de varroa jacobsoni

Les insectes pollinisateurs sont responsables de la reproduction de plus de 80% des plantes sauvages et de plus de 70% des espèces cultivées à travers le monde. Pourtant, depuis quelques années, les populations d’insectes pollinisateurs sont en déclin, faisant craindre une crise de pollinisation. La perte d’habitats naturels est considérée comme une des causes majeures de ce déclin des pollinisateurs. Cette perte d’habitats se fait notamment au profit de l’accroissement de l’urbanisation. Cette artificialisation des milieux a des effets potentiels sur l’abondance et la composition en espèces des communautés de pollinisateurs, sur leurs interactions avec les plantes à fleurs et sur les comportements individuels de butinage. Dans cette thèse, nous avons cherché dans un premier temps à comprendre comment les perturbations d’origines anthropiques pouvaient affecter le comportement de butinage des pollinisateurs à l’échelle locale. Puis en se plaçant à l’échelle du paysage, nous avons étudié les modifications de la structure du réseau d’interactions plantes-pollinisateurs et de la structure de la communauté d’insectes floricoles le long d’un gradient d’accroissement des perturbations anthropiques (ici l’urbanisation). Nous avons montré que la chute de la densité de Bombus terrestris butinant à l’échelle d’un patch influençait les relations de compétitions entre congénères, donc leur comportement. Ceux-ci montraient à faible densité un comportement moins spécialiste envers l’espèce de plante connue résultant en un succès reproducteur potentiel plus faible pour cette espèce. A l’échelle du paysage, , nous avons réalisé une approche expérimentale menée en région Ile-de-France qui a montré que l’accroissement de l’urbanisation entraîne une diminution du nombre d’interactions entre plantes et pollinisateurs sauvages. Elle entraîne également une chute de l’abondance d’individus et de la richesse en espèces dans les communautés d’insectes floricoles. Les insectes spécialistes, comme les abeilles solitaires ou les syrphes, semblent davantage impactés par l’urbanisation que les espèces généralistes de plus grande taille comme les bourdons. Le principal élément paysager impactant les insectes floricoles est l’accroissement des surfaces imperméables. Enfin, ces variations d’abondance et de richesse spécifique des pollinisateurs peuvent potentiellement modifier le succès reproducteur et donc la pérennité des communautés végétales. Cette thèse illustre à quel point les perturbations d’origines anthropiques affectent les insectes pollinisateurs à toutes les échelles d’intégration de leur écologie, du comportement individuel à la structure des communautés. Dans le contexte actuel d’anthropisation croissante des milieux, des mesures de restauration des continuités écologiques, notamment dans les milieux urbains via l’ augmentation des surfaces fleuries ou l’implantation de toits verts pourraient être des mesures de conservation utiles dans le but de préserver le service écologique de pollinisation
More than 80% of wild plants and 70% of crops depend on pollinators for reproduction and food production. However, there is growing evidences that wild pollinators are declining worldwide. One of the major causes of this decline is the expansion of agricultural areas and urbanisation at the cost of natural habitats. This loss of natural habitats is likely to impact pollinator species abundance and richness, and thus the structure of pollinator communities, their interactions with flowering plants and the individual behaviour of foraging insects. In this thesis, we analyzed how anthropogenic disturbances may modify pollinator foraging behaviour, at the patch scale. Then, at the landscape scale, we tested if increasing levels of urbanisation can impact plant-pollinator interaction webs and on flower-visitor community composition and structure. At the patch scale, we found that the foraging behaviour of Bombus terrestris individuals was modified by the loss of conspecifics density. When foraging on an experimental plant community at low conspecific density, fewer visits were carried out on the most-well known plant species, resulting in a lower potential reproductive success for this plant. At the landscape scale, increased levels of urbanisation also led to a decrease in the number of interactions between wild pollinators and plants of an experimental plant community. The diversity and density of the wild pollinating fauna also decreased along this urbanisation gradient located in the Île-de-France region (France). In particular, small specialists insects such as Syrphidae and solitary bees were more impacted by urbanisation than large generalist species such as bumblebees. Finally, these variations had an impact on the reproductive success of the experimental plant community. This work illustrates how anthropogenic perturbations affect pollinating insects in several aspects of their ecology, from their foraging behaviour to the structure of their communities. In a global context characterised by incresing losses of natural habitats at the expense of urbanisation, these results should help designing conservation practices to promote ecological continuities in urban habitats, through the increase of flowered and green roof surfaces. Overall, these measures might help preserving pollinating faunas that will sustain the pollination ecological service

La pollinisation entomophile est un service écosystémique qui semble aujourd’hui menacé alors qu’il contribue à la reproduction sexuée d’une majeure partie de la flore sauvage et cultivée. Cette thèse a pour objet l’évaluation économique de l’impact de ce service sur l’agriculture. Une revue de littérature nous a permis de dégager trois questions majeures liées à cette problématique : Quelle est la contribution des insectes pollinisateurs à la production agricole mondiale ? Comment va évoluer la vulnérabilité de l’agriculture dans les prochaines décennies ? Quel sera l’impact d’un déclin des insectes pollinisateurs sur le bien être social ? A l’aide d’une approche technico-économique, nous avons évalué la contribution de ce service à l’agriculture mondiale à 153 milliards d’euros en 2005, ce qui représentait alors 10% de la valeur totale de la production agricole mondiale utilisée pour l’alimentation humaine. Les conséquences d’une disparition des pollinisateurs sur le bien être social ont été modélisées à l’aide d’un équilibre partiel et estimées entre 228 et 310 milliards d’euros selon que l’élasticité prix de la demande était, respectivement, de -1,2 et -0,8. Pour avoir une vision dynamique, nous avons ensuite simulé l’évolution de la contribution de ce service sur l’agriculture européenne à l’aide de plusieurs scénarios d’utilisation des sols. Nous montrons que la contribution des pollinisateurs ne va pas diminuer dans le siècle à venir quel que soit le scénario réalisé. Enfin nous étudions l’impact d’une perte du service de pollinisation dans le cadre d’un équilibre général où nous mettons en relation deux consommateurs qui se partagent deux biens produits chacun par une firme dont l’un dépend des pollinisateurs et l’autre non. Cette analyse montre que la substituabilité entre les deux marchés permet d’atténuer les pertes de bien-être social. Elle montre aussi que lorsque la distribution des revenus est liée aux différents produits, l’importance relative donnée dans la société aux industries liées à ces produits affecte les pertes de bien-être social consécutives au déclin des pollinisateurs qui peuvent alors même s’annuler
Insect pollination is an ecosystem service that is threatened, though it contributes to the sexual reproduction of most of the wild and cultivated flora. This work aims to assess the impact of this service on agriculture. Fom a literature review, we identified three major questions related to this issue: What is the contribution of pollinators to agricultural production worldwide? How will the vulnerability of agriculture change during the coming century? What will be the impact of a pollinator decline on social welfare? Using a technical-economic approach, we valued the contribution of this service to world agriculture at 153 billion euros in 2005, which represented 10% of the total value of world agricultural production used for human food. The consequences of a pollinator loss on social welfare were modeled using a partial equilibrium and estimated between 228 and 310 billion euros based upon a price elasticity of demand of -1. 2 and -0. 8, respectively. To assess future trends, we simulated the evolution of European agriculture under several land use scenarios, and found that the contribution of pollinators will not diminish in the next century even under the most extreme scenarios. Finally, we analyzed the impact of pollinator loss in the framework of a general equilibrium with two consumers who share two goods, each produced by a single firm with one good dependent on insect pollination and the other not. This analysis indicated that the substitutability between the two markets enabled to reduce the welfare loss. It also showed that when the income distribution is linked to the different goods, the relative importance given in the society to industries related to these goods affects the welfare loss resulting from pollinator decline and it could even become nil

Cette thèse aborde le comportement de butinage du bourdon Bombus terrestris et certains aspects de la conduite de leurs colonies. Notons que cet insecte est levé en vue de la pollinisation de plantes cultivées, en particulier la tomate. Le butinage a été analysé sous l'angle de la Théorie de l'Approvisionnement Optimal (Optimal Foraging Theory, OFT), ce qui a produit un certain nombre de résultats nouveaux. Tout d'abord, en serre de production de tomates, les butineuses se répartissent entre placettes alimentaires (patchs), contenant des plants de tomate (dont les fleurs sont dépourvues de nectaires), au prorata de la ressource en pollen disponible par patch. En cas de profitabilité variable des différents patchs, cela conduit à la répartition bien connue dite de Distribution Libre Idéale (Ideal Free Distribution, IFD). Ensuite, on a considéré l'exploitation des rangs et des inflorescences (de colza, plante fournissant du pollen et du nectar), qui constituent un système emboité de patchs dans lequel on peut étudier simultanément les décisions de quitter une inflorescence et de quitter un rang. Cette analyse a été menée sur la base du modèle des risques proportionnels de Cox, qui permet d'étudier l'effet des différents évènements survenus pendant une séquence de butinage sur les durées de séjours dans les patchs (inflorescence ou rang). Il résulte un schéma de prise de décision assez complexe, basé sur l'expérience acquise avant d'entrer dans le patch et sur l'expérience acquise dans le patch. En particulier, chaque exploitation d'inflorescence (de fleur) a un effet dit décrémental (réduisant le temps de séjour) sur le temps passé dans un rang (une inflorescence). Cela est cohérent avec le statut de "central place foragers" (consommateurs retournant en un lieu central) des bourdons. De plus, lorsque les butineuses ont le choix entre deux types d'inflorescences (cultivar mâle-fertile : producteur de pollen et de nectar ; cultivar mâle-stérile : dépourvu de pollen et pauvre en nectar), le type d'inflorescence précédemment exploitée influence la durée de séjour dans l'inflorescence suivante (quel que soit son type). Enfin, concernant la conduite des colonies en serre de production, nous montrons que la superposition de trois colonies, disposition fréquemment utilisée pour des raisons de commodité, favorise la migration d'ouvrières entre colonies ("dérive"), aux détriments de la colonie la plus basse. Cela montre que les colonies commerciales de B. Terrestris ne sont pas ou très incomplètement fermées, et que cette pratique de superposition risque d'écourter la vie active des colonies, les unes par dépeuplement, les autres par afflux démographique qui pourrait conduire à une production précoce d'individus sexués, inopérants comme pollinisateurs. Les conséquences théoriques et appliquées des résultats obtenus sont ensuite discutées.

Les semences parentales d'hybrides de carotte (Daucus carota L. ) sont produites par la pollinisation naturelle de lignées "mâles stériles" (stérilité mâle cytoplasmique) et «mâles fertiles" (l'espèce est protandre) isolées dans des enceintes grillagées. Les conditions naturelles simplifiées, créées dans ces enceintes s'ajoutent aux contraintes liées à la séparation des sexes dans la culture, pour constituer un cadre exemplaire à l'étude de la pollinisation entomophile. Le vecteur du pollen est, ici, l'abeille domestique (Apis mellifica L. ). Les connaissances nécessaires à la conception d'une pollinisation raisonnée sont recherchées par l'étude des processus de la pollinisation et des caractéristiques de la "relation plante-insecte". La répartition des productions grainières (par rangs de culture) et l'étude de la dynamique du pollen montrent que la distance entre les fleurs productrices et réceptrices du pollen est un important facteur limitant de la pollinisation. Il y est confirmé que le transport du pollen par le vent est négligeable. La pollinisation dépend donc de la répartition et du comportement des butineuses. Elles tendent à fréquenter les fleurs sur toute la surface de la parcelle sans privilégier celles de l'une ou l'autre des lignées ; L'observation d'échantillons d'abeilles marquées montre qu'elles sont individuellement fidèles à une zone étroite de butinage (quelques m2) et peuvent le rester longtemps (15 jours). La faiblesse des écarts que les abeilles font à partir de leur zone de butinage explique les difficultés de dispersion du pollen, les différences de productions grainières et les quantités caractéristiques de pollen, extraites des fourrures des abeilles (1. 000 à 14. 500 grains) selon leur activité et la lignée sur laquelle elles ont été capturées. L'analyse des facteurs tels que l'évolution quantitative des floraisons par stades phénologiques, les quantités et qualités des nectars apportent les premières précisions sur la relation "plante-insecte pollinisateur".

Influence des interactions entre espèces végétales sur les relations plantes-pollinisateurs: cas de la compétition induite par la présence d'espèces anémophiles sur l'attractivité aux pollinisateurs d'espèces entomophiles Les traits d'attractivité aux pollinisateurs (fleurs et récompenses associées) d'espèces végétales entomophiles peuvent être sensibles aux variations de ressources dans le milieu (azote, phosphore). Puisque la compétition entre plantes peut modifier la disponibilité et la quantité de ces ressources, nous nous sommes intéressés à son effet sur les traits d'attractivité aux pollinisateurs, via la présence d'espèces végétales anémophiles. Nous avons démontré que la présence d'une espèce anémophile compétitive réduisait la production totale de fleurs, la vitrine florale et la quantité totale de sucre allouée au nectar chez une espèce entomophile. Cette diminution est d'autant plus forte que l'espèce anémophile est compétitive. En étudiant les visites de pollinisateurs sur une espèce entomophile en compétition avec une espèce anémophile, nous avons pu observer une diminution du nombre de visites, en relation avec une diminution de la production totale de fleurs et de la vitrine florale. Ainsi, bien que n'interagissant pas directement avec les pollinisateurs, les espèces anémophiles peuvent moduler les interactions plantes-pollinisateurs via des relations de compétition. Cette thèse soulève de nouvelles perspectives pour l'étude des réseaux plantes-pollinisateurs, qui se focalisent généralement sur les plantes entomophiles, en les ouvrants à l'ensemble de la communauté végétale
Attractiveness traits of insect-pollinated plants to pollinators (i.e. flowers and associated rewards) can be sensitive to variations of resources (e.g. nitrogen, phosphorous). As competition between plants can modify resource availability, we studied its effect on insect-pollinated plants and their floral traits involved in attractiveness to pollinators, especially in presence of wind-pollinated plants. We showed that the presence of a competitive wind-pollinated species could reduce total flower production, floral display size and total sucrose allocated to nectar of insect-pollinated species. Especially, the stronger the competitor, the stronger is the effect on floral traits. The study of wild pollinators’ visits on an insect-pollinated plant in competition with a wind-pollinated plant revealed a decrease in the number of visits associated to the decrease of floral display size and total flower production. Therefore, even though they do not interact directly with pollinators, wind-pollinated plant species can modulate plant-pollinator interactions through competitive interactions. This thesis raises new perspectives for the study of plant-pollinator networks, which are generally focused on insect-pollinated plants, by opening them up to the whole plant community

Chaque espece de ficus (moraceae) est associee a une espece de pollinisateurs (hymenoptera, chalcidoidea, agaonidae) par un mutualisme obligatoire. Les fleurs de figuiers sont protegees a l'interieur d'inflorescences refermees sur elles-memes (les figues). Le pollen est uniquement apporte par le pollinisateur qui ne peut pondre que dans les fleurs de figuiers. Chaque larve de pollinisateur se developpe aux depens d'une graine. A l'emergence, les nouveaux pollinisateurs se chargent du pollen de leur figue natale puis cherchent une autre figue ou ils pourront a leur tour se reproduire. Chez les figuiers monoiques, chaque fleur produit donc soit une graine soit un pollinisateur. Par contre chez les figuiers dioiques, les arbres males produisent seulement du pollen et des pollinisateurs alors que les arbres femelles produisent uniquement des graines. Par observation, experimentation et modelisation de differents couples d'especes figuier/pollinisateur, j'ai montre que: 1) en l'absence de pollinisation, les figues restent receptives et continuent d'attirer les pollinisateurs pendant 3 semaines. La receptivite s'arrete des que la figue est bien visitee. 2) le nombre d'arbres minimum necessaire au maintien d'une population de pollinisateurs varie selon les conditions environnementales ; cependant, dans tous les cas la duree de receptivite selectionnee est aussi de 3 semaines. 3) chez les figuiers dioiques, le comportement suicidaire des pollinisateurs qui visitent les figues femelles est lie a une absence totale de choix entre figues males et figues femelles. Differentes hypotheses evolutives expliquent pourquoi la capacite de choisir n'a pas evolue. 4) chez les figuiers monoiques, la repartition entre production de graines (fonction femelle) et production de pollinisateurs (fonction male) depend du nombre de fondatrices qui visitent la figue. La repartition des ressources observee depend donc de la densite de pollinisateurs au moment de la pollinisation. Il ressort de cette etude que les mutualismes figuiers pollinisateurs sont sous l'influence stabilisatrice d'une serie de contraintes evolutives. Si l'existence de telles contraintes s'avere generale pour les mutualismes, etudier leur evolution pourrait permettre de mieux comprendre l'evolution des mutualismes

Le maintien des insectes pollinisateurs en milieu agricole est essentiel car ils pollinisent les plantes sauvages et cultivées, il peut reposer sur l’augmentation de la disponibilité des ressources florales. Les cultures à floraison massive (CFM) fournissent des ressources abondantes et de façon discontinue dans le temps, au contraire des prairies et des plantes adventices présentes dans les cultures. Cet aspect temporel a été peu étudié alors que les paysages agricoles sont caractérisés par une dynamique temporelle importante du fait des successions culturales. L’objectif de la thèse est de comprendre l’effet de la distribution spatiale et temporelle des ressources florales dans les paysages agricoles sur les interactions plantes-pollinisateurs et la pollinisation. Nous montrons que les CFM au pic de floraison attirent les pollinisateurs sauvages des prairies et l’abeille domestique et supportent ainsi la fonction de pollinisation à cette période. Au sein des CFM, l’abeille domestique consomme les ressources fournies par les cultures préférentiellement en bordure de parcelle, et semble exclure les pollinisateurs sauvages des fleurs cultivées ceux-ci sont alors maintenus par les plantes adventices. A la fin de la floraison des CFM, les pollinisateurs dispersent vers les prairies et les céréales qui supportent ainsi la pollinisation. A cette période, les plantes adventices à travers leur abondance dans les céréales, et leur diversité dans les prairies supportent les pollinisateurs sauvages. La persistance des pollinisateurs et de la pollinisation dans les paysages agricoles, repose sur (i) le maintien des prairies et des plantes adventices qui assurent la continuité spatio-temporelle de la disponibilité en ressources florales, (ii) les CFM qui supplémentent les paysages en ressources florales, et (iii) la réduction de la taille des parcelles qui facilite l’accès aux ressources florales. Ces mesures sont compatibles avec la production agricole
Maintaining insect pollinators in farmland is essential for ensuring the pollination of crops and wild plants. This partly relies on the increase of floral resource availability. Mass flowering crops (MFC) provide a high amount of resources, but on a short period of time contrary to grasslands or weeds sheltered in fields. This temporal aspect is rarely studied, although it might be crucial in the maintenance of pollinators and insect pollination over the season. The aim of the thesis is to understand how the spatial and temporal distribution of the floral resources in farmland influence plant-pollinator interactions and pollination. Our results indicate that MFC at their peak flowering period, attract wild pollinators from grasslands and the honeybee; thus, supporting the pollination function. Within MFC, the honeybee preferentially consumes floral resources provided by crops, and may exclude wild pollinators from crop flowers which therefore foraged on weeds. After MFC flowering, pollinator insects spillover to grasslands and cereals which support pollination. Weeds, through their diversity in grasslands, and through their abundance in cereals support wild pollinators at this time period. The persistence of pollinators and pollination in farmland landscapes is based on (i) the maintenance of grasslands and weeds that ensure the spatio-temporal continuity of floral resources, (ii) MFC that supplement the landscapes in floral resources, and (iii) the reduction of field size that facilitates the access to the floral resources. Such measures appear to be compatible with crop production

Le kiwi, actinidia deliciosa (chev. ), est une espece androdioique dont les fleurs, sans nectar, presentent un syndrome de pollinisation entomophile vibratile. Ces fleurs sont visitees par des insectes anthophiles dont certains sont des agents pollinisateurs efficaces, mais le vent joue aussi un role dans la pollinisation. Pour analyser les flux polliniques atmospheriques (fpa) en verger de kiwi au cours de la floraison et au sein de la journee, nous avons adapte la methode de piegeage du pollen sur des filtres passifs de cour (1974) et nous avons ainsi pu differencier le pollen fertile des fleurs staminees du pollen sterile des fleurs pistillees. De grandes quantites de pollen fertile et sterile ont ete capturees. Les variations des fpa quotidiens des deux types de pollen etaient correlees et les pics de chaque type de pollen etaient le plus souvent atteints le meme jour. Les pics de masse florale coincidaient avec les pics de fpa et des seuils de masse florale et de vent semblaient requis pour augmenter nettement les emissions de pollen de kiwi dans l'atmosphere, mais nous n'avons pas observe de relation nette avec l'activite de butinage des abeilles. Les precipitations dans la matinee ont reduit les fpa quotidiens de pollen de kiwi. Les fleurs de kiwi peuvent dans certains cas liberer leur pollen comme celles d'une espece anemophile. Les flux des deux types de pollen au cours de la journee presentaient des courbes unimodales avec les pics de fpa qui suivaient les periodes d'anthese et coincidaient avec l'activite maximale des insectes pollinisateurs. Les fpa de pollen de kiwi etaient tres faibles pendant la nuit. L'etude des fpa nous a aussi permis de determiner l'importance relative de cette pollinisation anemophile en verger, c'est-a-dire les fpa efficaces, qui demeurent insuffisants pour assurer seuls une pollinisation satisfaisante des vergers de kiwi

En se basant sur la structure de l'arbre, nous avons etudie la phenologie de ficus microcarpa linn. F. En tunisie. Le desynchronisme phenologique global observe chez cette espece, n'est autre que la resultante de desynchronismes manifestes a l'echelle de l'arbre, le complexe reitere et les differentes categories d'axes. De plus cette etude montre qu'une espece de figuier est capable de maintenir, en dehors de son aire d'origine (asie du sud est), sa population de pollinisateur associe (parapristina verticillata). La valeur adaptative du desynchronisme intra-arbre dans la relation mutualiste figuier/pollinisateur est discute.

Ce travail sur la biologie de la reproduction du figuier se divise en deux parties principales. 1) les relations figue-pollinisateur qui constituent la premiere etude d'une symbiose a trois partenaires, impliquant deux especes de pollinisateurs (hymenoptere, agaonidae) et une espece de figuier (moraceae, ficus). Il s'avere que les preferences ecologiques de chacune des especes de pollinisateur, ainsi que leur strategie respective d'evitement intra et interspecifique, leur permettent de coexister. 2) le controle endogene du processus de floraison de ficus natalensis est mis en evidence; la situation demographique de deux communautes de figuiers situees respectivement en foret equatoriale au gabon et en foret tropicale humide de cote d'ivoire, et le mode de dispersion des graines sont analyses. Nous tentons d'integrer l'ensemble de ces resultats afin de degager les facteurs ayant pu favoriser la radiation adaptive pantropicale du genre ficus

Les interactions biotiques figurent parmi les processus clés de la dynamique des populations et constituent un enjeu fort pour le renouvellement et la persistance des espèces au sein des écosystèmes. En particulier, l’herbivorie par les insectes prédateurs des graines avant dispersion est un processus écologique majeur de la dynamique forestière par son impact sur le succès reproducteur des arbres et leur régénération naturelle. Cependant, les conséquences de cette herbivorie sur la dynamique et l’évolution des populations d’arbres demeurent des fronts de science, qui ont été abordés dans cette thèse de façon intégrative en combinant des approches empirique et théorique. L’approche empirique a visé la caractérisation des déterminants de la dynamique spatio-temporelle du taux de prédation des graines en forêt naturelle. Le système modèle d’interactions arbres-insectes analysé implique des Hyménoptères séminiphages (Megastigmus spp., Torymidae) et leur hôte obligatoire, le Cèdre de l’Atlas (Cedrus atlantica, Pinaceae), localisé dans le sud-est de la France. À l’échelle de la population d’hôtes, les résultats ont révélé le caractère transitoire de la distribution spatiale des insectes qui est fortement déterminée par les variations spatio-temporelles de la densité des graines. En outre, la dynamique de fructification de type ‘masting’ du Cèdre est un moteur majeur de la dynamique spatio-temporelle des insectes. De plus, on a pu montrer l’existence d’une variation inter-individuelle de la sensibilité des arbres à la prédation des graines. Une analyse préliminaire a suggéré que cette variation est en partie d’origine génétique, et les travaux complémentaires à mener en ce sens ont pu être précisés. L’approche théorique a permis d’analyser les effets conjoints du masting et de la distribution spatiale des prédateurs des graines sur les processus démographiques et la diversité génétique dans une population d’arbres en expansion naturelle. La modélisation analytique de ces interactions a révélé d’une part que la prédation des graines avant dispersion génère des effets Allee influençant la mise en place de la diversité génétique de la population d’arbres au cours d’une expansion, et que le masting est susceptible de tempérer cet impact de la prédation des graines. Ces travaux ont apporté un éclairage nouveau sur les implications possibles des insectes prédateurs des graines avant dispersion dans la dynamique et l’évolution des peuplements forestiers
Biotic interactions are among key processes in population dynamics and critical issues for the renewal and persistence of species within ecosystems. In particular, herbivory by pre-dispersal seed insect predators is a major ecological process in forest dynamics due to its impact on tree reproductive success and on natural regeneration. However, its consequence on tree population dynamics and evolution remain poorly documented. This thesis contributed to fill this gap as an integrative combination of empirical and theoretical approaches. The empirical approach aimed to characterize the drivers of the spatio-temporal dynamics of seed predation rates in natural forest. We used a system of tree-insect interactions involving seed predators (Megastigmus spp., Hymenoptera: Torymidae) and their obligate host, the Atlas Cedar (Cedrus atlantica, Pinaceae), located in south-eastern France. At the host population scale, our results revealed that the transient pattern of the spatial distribution of insects was primarily explained by spatiotemporal variations in seed density. Thus, Cedar masting appeared to be a major driving force of the insects’ spatial and temporal dynamics. We have also highlighted the existence of an inter-individual variation in the sensitivity of trees to seed predation. A preliminary analysis has suggested that such variation is partly under genetic control and we propose further analyses to be carried out in such perspective. The theoretical approach aimed to analyse the joint effects of masting and the spatial distribution of pre-dispersal seed predation by insects on demographic processes and genetic diversity in an expanding tree population. The analytical modelling of these interactions revealed on the one hand that pre-dispersal seed predation induce Allee effects that may affect the spatial structure of genetic diversity in the expanding tree population, and on the other hand, that masting was likely to buffer such demogenetic impact of seed predation. This work has shed new light on the possible implications of pre-dispersal predation by insects in the dynamics and evolution of forests

Chaque espece de figuier (ficus, moraceae) est pollinisee par une espece specialisee de pollinisateurs (hymenoptere, chalcidien, agaonidae). Les fleurs de figuiers sont protegees a l'interieur d'inflorescences refermees sur elles-memes : les figues. Le pollen est uniquement apporte dans les figues par les pollinisateurs et ces insectes ne peuvent pondre leurs oeufs que dans les figues. Figuiers et pollinisateurs ont besoin l'un de l'autre pour se reproduire, cette relation plante-insecte est un mutualisme obligatoire. Dans la majorite des cas, une espece de figuier est associee avec une seule espece de pollinisateurs, la relation figuier-agaonide est de plus specifique. La visite des figues n'a lieu que lorsque celles-ci sont receptives, c'est-a-dire lorsque les fleurs femelles qu'elles renferment sont receptives, aptes a etre pollinisees. Nous avons montre experimentalement, chez ficus carica, qu'au cours de cette phase, les figues emettent des composes volatils qui attirent les pollinisateurs a ditance et les stimulent au contact. Cette information olfactive est necessaire et suffisante et blastophaga psenes, pollinisateur de f. Carica, n'a pas besoin de stimuli visuels pour localiser une figue receptive. Nous avons ensuite identifie les composes volatils emis par les figues receptives et recree une odeur de synthese. Des manipulations du melange odorant nous ont permis d'identifier les compoes importants du melange, et d'aboutir a un melange biologiquement actif minimal de 3 composes. Il ressort de cette etude que l'attraction des pollinisateur de figuier reposerait sur un petit nombre de composes volatils de synthese facile. Ce resultat peut paraitre surprenant pour un systeme de pollinisation aussi specifique et coevolue, mais la comparaison avec d'autres mutualismes suggere que ce resultat pourrait en partie s'expliquer par l'histoire evolutive des moraceae. Finalement, la relation figuier-pollinisateur est tres specifique et les odeurs joueraient un role de barriere eco-ethologique entre especes. Nous avons en partie aborde cette question par des introductions d'une espece de pollinisateur dans des figues de differentes especes de figuiers introduits en floride.

La pollinisation entomophile est essentielle pour la production de 70% des cultures à travers le monde. Cependant la contribution des pollinisateurs dans la production agricole reste peu renseignée ainsi que les insectes qui sont impliqués. De plus, lorsque la contribution des pollinisateurs est quantifiée, le bénéfice est calculé à des échelles biologiques ou dans des conditions simplifiées qui peuvent être non représentatifs des bénéfices à l’échelle de la parcelle. Par ailleurs, les possibles interactions entre les pollinisateurs et les pratiques agricoles ne sont généralement pas pris en compte. L’objectif général de cette thèse était donc de quantifier la contribution des pollinisateurs directement dans les parcelles agricoles dans deux cultures fréquemment retrouvées en Europe, le colza et le tournesol. Ces estimations sont réalisées à l’échelle de la parcelle ainsi qu’à l’échelle de la plante pour comprendre les mécanismes qui permettent l’augmentation de la production agricole. Ces études nous ont permis aussi d’identifier les principaux pollinisateurs de ces deux cultures.Dans un premier temps, nous avons quantifié le bénéfice des pollinisateurs dans les rendements de tournesol et de colza. Nous montrons que le colza et le tournesol partagent une même guilde de pollinisateurs, les abeilles domestiques. Les abeilles sauvages sont aussi d’importants pollinisateurs pour le colza. Les pollinisateurs augmentent les rendements de colza de plus de 35% et ceux du tournesol de 40%, à l’échelle de la parcelle. A l’échelle de la plante, que ce soit pour le colza et le tournesol, les pollinisateurs augmentent le succès de pollinisation et donc le nombre de graines par plante.Dans un deuxième temps, nous avons comparé le bénéfice des pollinisateurs par rapport à ceux des pratiques agricoles en termes de rendement et de gain monétaires dans les parcelles de colza, tout en regardant plus précisément leurs possibles interactions. Nous montrons que le bénéfice des pollinisateurs dans les rendements s’additionnent à ceux des pratiques agricoles excepté avec les insecticides qui réduisant la contribution des pollinisateurs. De plus, nous montrons que les pollinisateurs sont d’importants contributeurs du rendement et des revenus agricoles en augmentant le bénéfice des agriculteurs de 250 € par hectare alors qu’au contraire plusieurs pratiques peuvent être très couteuses pour ces mêmes agriculteurs. Finalement, nous étudions l’effet des pollinisateurs sur la qualité lipidique des graines de colza qui est une autre facette de la production agricole. Nous montrons que les abeilles domestiques améliorent la qualité des graines en augmentant le pourcentage d’acides gras insaturés tout en réduisant les acides gras trans- et saturés. Pour certaines années, les abeilles domestiques augmentent aussi le pourcentage de lipide par graine.En conclusion, nous montrons que les pollinisateurs sont essentiels à la production agricole à la fois sur le rendement, les revenus agricoles et sur la qualité. Plusieurs mesures doivent être mises en place pour promouvoir les pollinisateurs dans les milieux agricoles dans le but de les préserver et d’assurer une production agricole durable pour ces deux cultures
Insect pollination is essential for over 70% of crops around the world. However, the contribution of pollinators to crop production and the insects involved in crop pollination have rarely been studied. Moreover, assessments of pollinator contributions have mostly been conducted on a small scale or under simplified conditions, which do not represent the real contributions at the field scale and do not take into account possible interactions between pollinators and farming practices. The aim of this study is to quantify directly under field conditions, the contribution of pollinators in two crops frequently cultivated in Europe: oilseed rape and sunflower. Estimations are realized both at the plant and at the field scale to understand mechanisms that increase crop production. Our studies identify also these crops’ pollinators.In a first step, we quantified the contributions of pollinators to oilseed rape and sunflower yield. Oilseed rape and sunflower share a pollinator guild - the honeybee. Wild bees also increase oilseed rape yield. Pollinators increase the yield of oilseed rape by up to 35% and of sunflower by up to 40%. At the plant scale, pollinators increase pollination success and consequently the number of seeds per plant.In a second step, we compared for oilseed rape the yield and the monetary contributions of pollinators and farming practices by taking their potential interactions more accurately into account. We show that the benefits of pollinators and farming practices on yield were additive except for insecticide use, which decreased the contribution of pollinators. In addition, we show that pollinators were important contributors to the farmers’ incomes by increasing gain by 250 € per hectare while some practices were very expensive for farmers.Finally, the effect of pollinators was studied on oilseed rape seed quality - another component of crop production. We show that honeybees improve seed quality by increasing the percentage of unsaturated fatty acids in seeds and decreasing trans-saturated and saturated fatty acids. In some years, honeybees increased also the percentage of lipids per seed.We conclude, pollinators are essential for crop production by increasing both yield, monetary gain and quality. Several measures must be taken to promote pollinators in agricultural land in order to conserve them and ensure sustainable crop production for these two crops

Les toitures végétalisées sont des écosystèmes urbains et construits en essor constant en France et dans le monde. Elles sont associées à plusieurs services écosystémiques tels que la limitation du ruissellement des eaux de pluie vers les canalisations, la réduction des effets d'îlots de chaleur urbains ou l'augmentation de la biodiversité en ville. L'amélioration de la quantité et de la qualité des services écosystémiques attendus nécessite de comprendre l'influence des interactions entre les composantes de la toiture végétalisée, à savoir la composition du sol, sa profondeur et la communauté végétale, sur les multiples fonctions écosystémiques associées. Pourtant, ces interactions n'ont jamais été étudiées dans le contexte des toitures végétalisées. A l'aide d'expérimentations en milieu contrôlé puis en conditions réelles sur une toiture parisienne, nous avons cherché à comprendre comment les interactions entre les composantes des toitures végétalisées influencent des fonctions majeures liées aux cycles biogéochimiques du carbone, de l'azote et de l'eau, ainsi qu'à la pollinisation. Nous avons mis en évidence une influence majeure des interactions entre type de sol, profondeur du sol, espèces de plantes et diversité végétale sur (1) le niveau de réalisation des fonctions écosystémiques ainsi que (2) les interactions entre ces fonctions. Nous avons montré que le choix des composantes d'une toiture pouvait conduire à des compromis entre services écosystémiques. Nous proposons des pistes de conception et de gestion pour obtenir des toitures végétalisées multifonctionnelles
Green roofs are urban constructed ecosystems, associated with multiple ecosystem services, such as urban heat island and stormwater runoff mitigation or support for biodiversity. Enhancing the quality and quantity of expected ecosystem services requires to understand how interactions between substrate composition, substrate depth and plant community affect multiple ecosystem functions. However, such interactions have never been studied on green roofs. Using experimental approaches under controlled and real conditions on a Parisian rooftop, we focused on the influence of soil-plant interactions on key ecosystem functions related to carbon, nitrogen and water cycles as well as pollination. We highlighted that interactions between substrate type, substrate depth, plant species and plant diversity affect (1) the level of ecosystem functions and (2) interactions between functions. We found that the choice of green roof components could lead to trade-offs between ecosystem services. We propose general guidelines for the conception and management of multifunctional green roofs

Conserver les espèces pollinisatrices est un enjeu majeur, notamment en milieu agricole où elles sont indispensables à la pollinisation de différentes cultures. Ici, nous avons décidé de caractériser ces espèces et leurs ressources florales dans une plaine céréalière intensive, à travers l’utilisation de plusieurs années de données acquises grâce à plusieurs protocoles d’échantillonnage. Cette plaine se caractérise par une forte dynamique spatio-temporelle, résultant des floraisons massives mais brèves des cultures oléagineuses. Nous avons recensé sur cette plaine près d’un tiers des espèces d’abeilles trouvées en France, dont certaines sont rares, et avons cherché à mieux comprendre leur écologie afin d’aider au maintien de cette diversité. Les abeilles co-occurrent avec d’autres pollinisateurs (papillons, syrphes) qui sont pour certains peu étudiés dans la littérature : une analyse de la niche alimentaire de l’ensemble de ces pollinisateurs a permis de mieux comprendre leur partage des ressources. La floraison du tournesol, contrairement à celle du colza, conduit à un faible recouvrement de niche entre pollinisateurs mais crée des réseaux d’interaction peu équilibrés où la quasi-totalité des liens de la fleur de culture s’établissent avec une seule espèce pollinisatrice, l’abeille domestique. À l’inverse, lors de la floraison du colza, l’abeille domestique et la fleur de colza possèdent chacune de nombreux partenaires d’interaction et sont des espèces clés maintenant une forte stabilité du réseau. Établir une dichotomie entre ces cultures à floraison massive – trop souvent considérées de manière monolithique – semble judicieux pour les recherches futures
The conservation of pollinators is a major issue, especially in farmlands where they are essential for pollinating different crops. Here, we have decided to characterize these species and their floral resources in an intensive agricultural plain, using several years of data acquired thanks to several sampling protocols. This plain is characterized by a strong spatio-temporal dynamic, resulting from the massive but brief flowering of oleaginous plants crops. In this study site, we have sampled nearly a third of the bee species already found in France, some of them being rare, and have sought to better understand their ecology in order to help to maintain this species diversity. Bees co-occur with other pollinators (butterflies, hoverflies), among which some are little studied in previous literature: an analysis of the food habits of all of these pollinators has enabled to better understand their sharing of floral resources. The sunflower flowering, unlike that of oilseed rape, leads to a low niche overlap between pollinators but creates unbalanced interaction networks where almost all the links of the crop flower are established with a single pollinator species, the honeybee. Conversely, during oilseed rape flowering, the honeybee and the oilseed rape flower each have many interaction partners and are key species, maintaining a strong network stability. Introduce a dichotomy between these both mass-flowering crops – too often considered as monolithic – seems a wise advice for future research

Chez les pollinisateurs sociaux, comme l'abeille domestique (Apis mellifera L.) et le bourdon terrestre (Bombus terrestris L.), mes deux modèles d'étude, différents individus sont spécialisés dans différentes tâches. Il est admis que différents types de comportement de butinage contribuent à une optimisation des performances de la colonie. Actuellement, les populations de pollinisateurs sont exposées à des stress environnementaux, qui sont connus pour perturber le comportement des individus en visant directement leur cognition. Il est ainsi crucial de mieux comprendre comment les colonies d'abeilles et de bourdons maintiennent une activité de butinage efficace, et quels sont les effets de stress environnementaux sur les butineuses. Dans cette thèse, j'ai donc examiné les différentes stratégies de butinage pour différentes sources de nourriture, pollen et nectar, et les variabilités interindividuelles dans le comportement de butinage. Je me suis aussi intéressé à l'impact de stress tels que les pesticides sur l'efficacité de butinage. J'ai utilisé la technologie RFID pour suivre le comportement des abeilles tout au long de leur vie. J'ai trouvé que les colonies d'abeilles et de bourdons reposent sur un petit groupe d'individus très actifs qui fournissent la majorité de la nourriture pour la colonie. Chez les abeilles, ces individus très actifs sont aussi plus efficaces pour collecter nectar et pollen. J'ai aussi identifié l'existence de différentes stratégies pour la collecte de pollen ou de nectar. Ensuite, j'ai pu montrer que les bourdons ont des différences interindividuelles très marquées dans un test de navigation, une tâche cruciale dans le comportement de butinage. Finalement, j'ai testé l'effet néfaste de pesticides sur l'apprentissage visuel chez l'abeille. Cette thèse a pour but de mieux comprendre les causes de vulnérabilité des pollinisateurs aux stress environnementaux. Mes résultats soulignent le besoin de considérer la diversité comportementale comme une adaptation des espèces de pollinisateurs sociaux, mais aussi comme une potentielle cause de vulnérabilité de la colonie vis-à-vis des stress
In social insects, such as bees, different individuals specialise in the collection of different resources, and it is assumed that natural behavioural variability among foragers contributes to a self-organised optimisation of colony performance. Currently, bee populations are facing an increasing number of environmental stressors, known to disturb the behaviour of individuals, presumably upon their impact on cognitive capacities. Hence it is important to learn more about how stressors impact on individual foraging behaviour to understand how a colony maintains effective nutrition and development. In this thesis in cognitive ecology, I examined the different foraging strategies for the different macronutrient sources, pollen and nectar, and the inter-individual variation in bee foraging performance. I also looked at how stressors, such as pesticides, can impact on bee foraging efficiency. I compared two social Hymenoptera that vary in their level of social complexity: the European honey bee (Apis mellifera L.) and the buffed-tailed bumblebee (Bombus terrestris L.). I used Radio Frequency Identification (RFID) to automatically track the foraging behaviour of bees throughout their life. I found that honey bee and bumblebee colonies rely on a subset of very active bees to supply the whole colony needs. In honey bees, these foragers are more efficient and collect more pollen. I also identified different strategies for pollen or nectar collection in both species. Using manipulative experiments, I then showed that bees exhibit consistent inter-individual different behaviours in a spatial learning task and that pesticides impair visual learning. My thesis aims at better explaining the causes of vulnerability of pollinators to sublethal pesticides and other environmental stressors. The results highlight the need for considering behavioural diversity as an adaptation for social insects, as well as a potential dimension of colony-level vulnerability to environmental stressors that can impair the whole colony nutritional balance

L'intérêt pour la dispersion des gènes via le pollen a augmenté avec les cultures de plantes génétiquement modifiées. A ce jour, les données expérimentales ainsi que la modélisation portant sur les mouvements du pollen de colza, Brassica napus L., à l'échelle du paysage ne différencie pas clairement la part du vent et des insectes dans cette dispersion. Cependant, l'estimation de la dispersion des gènes par le pollen reste une condition nécessaire pour la gestion des risques d'échappement des (trans-)gènes vers l'environnement et les cultures conventionnelles. A travers cette thèse, nous avons pu mettre en évidence qu'une grande diversité d'insectes pollinisateurs pouvait transporter du pollen viable entre différentes plantes de colza sur des distances importantes (>1.1 km). La diversité d'insectes varie d'une région à l'autre et d'une année sur l'autre. Cependant, bien que la majorité des insectes sur une zone de grande production de colza ait du pollen de cette culture sur leur corps, seulement 39,4 % des insectes capturés sur des plantes mâle-stériles transportent du pollen de colza viable. Bien que nous n'ayons pas pu déterminer avec précision la part du vent et des insectes dans le pollinisation du colza, il semblerait que les insectes participent de façon plus importante à la pollinisation de plantes présentes en bordures de champs, augmentant ainsi le taux de pollinisation croisée. Nos résultats fournissent des données fiables pour améliorer les modèles de dispersion pollinique pour des cultures entomophiles à l'échelle du paysage. Ces modèles sont essentiels pour l'aide à la gestion afin de réduire la dispersion des gènes par le pollen des cultures génétiquement modifiées vers les plantes sauvages ou les cultures conventionnelles

L’objectif principal de l'étude réalisée est d'évaluer l'importance économique des interactions entre les abeilles sauvages et domestiques, appelées « complémentarité », dans les exploitations agricoles. Une emphase particulière a été mise en examinant la manière dont l'importance économique de la complémentarité devrait affecter le règlement de politique publique afin de préserver la fourniture de services de pollinisation. Le premier chapitre fournit le cadre théorique sur lequel repose cette évaluation économique. Le chapitre 2 fournit un modèle éco-économique montrant les décisions des agriculteurs entre deux intrants, les services de pollinisation et les pesticides. Deux sources de pollinisation avec des caractéristiques différentes sont considérées; les abeilles domestiques, qui peuvent être remplacées à un certain coût, et les abeilles sauvages, dont la population est supposée d’être soutenue au paysage. En plus, nous prenons pour acquis que les services entre les deux abeilles ont une relation complémentaire. Le troisième chapitre intègre les résultats du chapitre 2 dans une modélisation éco-économique territoriale plus sophistiquée afin d'explorer les impacts potentiels des changements de politique sur la protection des services de pollinisation et sur les revenus des agriculteurs pour différents taux de coopération entre eux. Enfin, le chapitre 4 évalue l’efficacité des mesures prises par la politique française en matière de protection des services de pollinisation et examine en quoi les résultats de nos analyses peuvent contribuer à l’amélioration de l’efficacité de ces mesures. Le résultat majeur de nos recherches est double. Premièrement, la connaissance de la complémentarité des abeilles peut offrir aux agriculteurs une stratégie alternative de gestion optimale. Deuxièmement, l’inclusion de ces connaissances dans les mesures politiques mises en œuvre peut faciliter le processus d’adoption par les agriculteurs en faveur de pratiques à faibles intrants et conséquemment accroître leur efficacité sur la durabilité des services de pollinisation pour les systèmes agricoles et alimentaires
The principal objective of the realized study is to evaluate the economic importance of the behavioral interactions which emerge from managed and wild bees, called bees’ complementarity in arable crop farms. A particular emphasis was placed on examining how the economic importance of bees’ complementarity should affect the public policy regulation in order to safeguard the provision of pollination services. The first Chapter of this Ph.D. thesis provides the theoretical framework on which this economic valuation is based. Chapter 2, provides an ecological-economic model displaying farmer’s decisions between two agricultural inputs, pollination services and pesticides, and two sources of pollination with different characteristics; managed bees, which can be replaced at a cost, and wild bees, which rely on a population being sustained within the farmland. Moreover, we take as a given that the services of wild and managed bees are in a complementary relationship. The third Chapter of this thesis, integrates the findings of Chapter 2 in a Mathematical-Programming territorial ecological-economic modeling in order to explore the potential impacts of policy changes on the provision of pollination services and on farmers’ incomes for different rates of farmers’ cooperation. Finally, Chapter 4, evaluates the effectiveness of French policy measures towards the provision of pollination services and it discusses how the results of our analyses may contribute towards the amelioration of the effectiveness of these measures. The major result of our research is twofold. Firstly, the knowledge of bees’ complementarity may offer to farmers an alternative optimum management strategy. Secondly, the inclusion of this knowledge in the implemented policy measures may facilitate farmers’ adoption process towards low-input practices and, consequently, increase their effectiveness towards the sustainability of pollination services for the agricultural and food systems

Chez de nombreuses Angiospermes, la pollinisation croisée est nécessaire pour le succès de la reproduction. La plupart de ces plantes ont évolué afin de favoriser la pollinisation entomophile, principalement assurée par les abeilles. C'est le cas des Cucurbitacées, dont le melon (Cucumis melo L.), importante culture du sud de la France et le concombre d'âne (Ecballium elaterium (L.) A. Rich.) plante spontanée endémique du bassin méditerranéen, les deux modèles de cette étude. Afin de mieux comprendre les relations plante-pollinisateur,nous avons choisi de caractériser le couple pollen de Cucurbitacées/abeille domestique (Apis mellifera L.) à travers la production de pollen, sa présentation sur la fleur et son transport sur l'abeille. Nous avons montré que, chez ces plantes, l'ontogenèse du pollen s'accompagne d'erreurs développementales conduisant à la formation de près de 3% de grains de pollen vides. De plus, nous avons mis en évidence que chez E. elaterium, des erreurs méiotiques entraînaient la formation de grains de pollen génétiquement anormaux qui pourraient être source d'autopolyploïdie. Chez C. melo, nos résultats ont révélé que la mise en contact du pollen avec le milieu environnant entraîne une baisse de 30% de sa viabilité, mais que celle-ci reste stable jusqu'à la fin de l'anthèse. L'aptitude à germer, quant à elle, finit d'être acquise juste avant anthèse et décroît de 12% en fin de période d'anthèse. Nous avons montré que le pollen de C. melo transporté sur le corps de l'abeille pouvait soit avoir une viabilité et une aptitude à germer préservée, probablement par protection contre la déshydratation, soit perdre quasi-totalement sa viabilité et son aptitude à germer. Enfin, nous avons détecté des composés biochimiques spécifiques des abeilles protégeant ou diminuant la qualité reproductrice du pollen

Les abeilles sont des pollinisateurs essentiels pour les cultures et les plantes sauvages, mais l'intensification des pratiques agricoles a engendré une baisse importante de leur abondance et diversité. Afin de protéger efficacement les abeilles dans les paysages agricoles, il est nécessaire d'avoir une meilleure connaissance de leurs patrons de diversité. L'objectif général de cette thèse était de déterminer les patrons spatio-temporels de la diversité des abeilles et l'utilisation des ressource fleuries dans un système agricole intensif. L'échantillonnage spatialement extensif de l'activité de butinage des abeilles sauvages et domestiques nous a permis de recenser 45040 individus (29314 abeilles domestiques et 15726 sauvages), appartenant à 192 espèces recensées à l'échelle territoriale. Cette diversité représente près de 20% de la richesse des espèces apiformes connues à l'échelle nationale. Cette communauté est caractérisée par une forte proportion d'espèces rares (28,8%) et de fortes variations temporelles et spatiales, en particulier de l'échelle locale jusqu'à 10-20 km2. L'importance des habitats semi-naturels pour soutenir les populations d'abeilles sauvages a été confirmée dans cette étude. Durant les périodes de floraison des cultures oléagineuses, les abeilles sauvages étaient étroitement associées aux habitats semi-naturels alors que les abeilles domestiques ont montré une nette préférence pour les cultures à floraison massive. La diversité des abeilles sauvages dans les habitats semi- naturels était 3-4 fois supérieure à celle observée dans le colza ou le tournesol. L'importance de certains facteurs écologiques clefs pour la diversité des abeilles, comme la richesse floristique locale et la quantité d'habitats semi-naturels dans le paysage, a été confirmée et quantifiée. Il a également été démontré que ces effets varient en fonction de la saison et de l'échelle spatiale. Ces résultats mettent en évidence les processus écologiques responsables des partons de diversité des abeilles à différentes échelles spatiales, et peuvent contribuer à optimiser la conception des mesures de conservation visant à promouvoir la diversité des abeilles dans les agrosystèmes intensifs.