Structure et efficacité des réseaux de pollinisation dans des environnements changeants – POLLINET

Les abeilles sont des pollinisateurs écologiquement et économiquement vitaux dont le déclin généralisé lié aux activités humaines et autres changements environnementaux a de sérieuses conséquences pour les écosystèmes et la sécurité alimentaire. Le risque d’une crise de pollinisation, où le rendement des cultures diminue en raison de l’effondrement des colonies et d’une pollinisation insuffisante, fait de l’étude des systèmes plantes-pollinisateurs une priorité sociétale absolue. Alors que la plupart des recherches s’est focalisée sur des associations fonctionnelles de haut niveau, entre les espèces de plantes et de pollinisateurs (au sein des communautés et des écosystèmes) sur la base d’observations de terrain, une compréhension détaillée de ces phénomènes complexes nécessite également une connaissance fondamentale des interactions à plus bas niveau, entre les individus (au sein des populations), sur la base d’expérimentations. En particulier, des travaux récents montrent que plusieurs espèces de pollinisateurs utilisent des routes de fourragement prévisibles entre des ressources florales distribuées dans l’espace, ce qui peut avoir une influence critique sur les flux de pollen et les dynamiques de reproduction des plantes. L’objectif de POLLINET est de développer une analyse mécanistique à plusieurs échelles des systèmes plantes-pollinisateurs en disséquant les stratégies de fourragement complexes des abeilles, en identifiant leur impact sur la reproduction des plantes et en déterminant comment ces effets varient en réponse à des perturbations environnementales données. Notre approche repose sur une analyse comparative des stratégies spatiales de deux pollinisateurs majeurs, le bourdon terrestre (Bombus terrestris) et l’abeille domestique (Apis mellifera), dans des environnements contrôlés mais pertinents au niveau écologique, dans lesquels nous ferons varier de manière ciblée la distribution spatio-temporelle des ressources, leur composition nutritionnelle et les densités de pollinisateurs. La comparaison d’espèces qui cohabitent en conditions naturelles mais présentent des écologies sociales différentes renseignera sur l’importance de la diversité des pollinisateurs dans ces interactions fragiles et complexes. Le projet combine (1) des observations comportementales sur des insectes en vol libre collectant du nectar et du pollen dans des arrangements de fleurs artificielles automatisées équipés de systèmes d’enregistrement automatisés (identification radio fréquence, caméras vidéo, radar harmoniques) en laboratoire et sur le terrain, (2) des analyses de réseaux de déplacement par des approches mathématiques issues de la théorie des graphes, (3) et des simulations de modèles individus-centrés liant le comportement des insectes à la reproduction des plantes. Ce projet sera réalisé par une équipe interdisciplinaire de 10 scientifiques coordonnée par un jeune chercheur (Lihoreau), en collaboration avec des collègues internationaux. L’intégration de concepts de l’écologie cognitive, comportementale, nutritionnelle, spatiale, végétale et de la génétique des populations, à ceux de la biologie computationnelle, de la physique et des mathématiques, sera déterminante pour accroître notre compréhension des mécanismes fondamentaux régissant un service écosystémique vital mais de plus en plus menacé par les changements environnementaux globaux.