AXE 3
Réseaux d’interaction plantes-pollinisateurs

Animateurs
FONTAINE Colin (Cesco, Paris) – MASSOL François (EEP, Lille)

État de l’art

Les communautés plantes-pollinisateurs sont composées d’une grande diversité d’organismes formant des systèmes complexes d’interdépendance entre espèces (Jordano 1987). Depuis une quinzaine d’années, l’emploi du cadre d’analyse des réseaux d’interactions a permis d’étudier ces systèmes de façon systématique en tirant parti des méthodes d’analyse de réseaux, un champ multidisciplinaire issu de la théorie des graphes et connaissant actuellement un fort développement, tant théorique qu’appliqué (Wasserman & Faust 1994 ; Cohen et al. 2000 ; Albert & Barabasi 2002 ; Newman 2010). Dans ces approches, les espèces sont modélisées comme des nœuds et les interactions entre espèces par des liens entre les nœuds. Leur utilisation a permis de mettre en évidence que l’architecture des réseaux d’interactions liant les plantes à leurs butineurs présente des particularités, comme un fort généralisme et une faible modularité, que l’on retrouve dans d’autres réseaux d’interactions mutualistes mais pas dans les réseaux antagonistes : par exemple, un fort généralisme ou une faible modularité (e.g. Bascompte et al. 2003 ; Fontaine et al. 2009).

Les pollinisateurs sont en déclin dans le monde entier (Potts et al. 2010) et cela soulève des inquiétudes quant à la fonction et au service de pollinisation qu’ils fournissent aux plantes sauvages et aux cultures (Fontaine et al. 2005 ; Biesmeijer et al. 2006 ; Klein et al. 2007 ; Garibaldi et al. 2013 ; Gill et al. 2016). Les principales causes sont liées à l’activité humaine : perte d’habitat, utilisation de pesticides, introduction d’espèces exotiques, propagation d’agents pathogènes et changement climatique (Potts et al. 2010). Ces perturbations peuvent affecter les espèces directement, selon leurs besoins en termes d’habitat et/ou conditions climatiques, conduisant à des extinctions et des colonisations. Les perturbations peuvent également avoir un effet indirect via les interactions entre espèces. Par exemple, un changement climatique peut induire des extinctions via des décalages de phénologies entre plantes et pollinisateurs compromettant la réalisation d’interactions cruciales pour leur maintien (Memmott et al. 2007). De même les extinctions et colonisations locales d’espèces peuvent induire secondairement des extinctions via la disparition ou la modification des interactions entre espèces (Memmott et al. 2004 ; Pocock et al. 2012 ; Astegiano et al. 2015). La propagation de telles perturbations dépend fortement de l’organisation des interactions entre espèces au sein des communautés (Thébault & Fontaine 2010 ; Allesina & Tang 2012 ; Suweis et al. 2013 ; Rohr et al. 2014) et de la plasticité des interactions au sein des réseaux (CaraDonna et al. in press).

S’il est important de prendre en compte l’organisation des interactions entre espèces pour comprendre la réponse des communautés aux perturbations, il est également nécessaire de connaître les processus à l’origine de cette architecture (Bastolla et al. 2009 ; Bascompte 2010 ; Borrelli et al. 2015). Ces processus peuvent être appréhendés au travers des mécanismes proximaux et distaux impliqués. Par exemple, certains traits sont impliqués dans l’établissement des interactions entre plantes et pollinisateurs, comme la morphologie florale et celle des pièces buccales des insectes (Stang et al. et 2009), les composés olfactifs des fleurs (Junker et al. 2010), ou bien la phénologie des espèces (Olesen et al. 2008). Ces approches apportent un éclairage fonctionnel sur les réseaux plantes-pollinisateurs. De même, les interactions entre plantes et pollinisateurs tendent à être conservées au cours de l’histoire évolutive (Rezende et al. 2007), illustrant ainsi le rôle des mécanismes évolutifs dans la structuration des réseaux de pollinisation.

Objectifs de l’axe 3

Au cours des dix dernières années, l’étude des communautés plantes-pollinisateurs par des approches de réseaux d’interactions a connu un fort développement théorique, expérimental et observationnel. L’utilisation et le développement des approches « réseaux » sont des enjeux centraux pour comprendre l’écologie évolutive de la pollinisation. En effet, ces approches permettent de considérer à la fois les causes proximales et distales à l’origine des interactions entre plantes et pollinisateurs, mais aussi d’appréhender les conséquences des interactions de pollinisation à l’échelle des communautés et des écosystèmes. Il nous semble important de développer une instance de discussion active sur les méthodes et questions autour des réseaux de pollinisation car les méthodes développées dans les autres disciplines doivent pouvoir nourrir celles utilisées en écologie et l’étude des réseaux de pollinisation doit pouvoir s’intégrer dans des programmes de recherche fondamentale et appliquée.

Au sein du GDR POLLINÉCO, cet axe sera animé en vue de stimuler l’étude de thèmes de recherche perçus comme des fronts de science dans ce domaine, tels que :

• la variabilité spatio-temporelle des réseaux d’interactions, la plasticité des réseaux et l’adaptation locale des plantes et pollinisateurs à différents partenaires ;
• les réseaux de pollinisation comme lien entre service et fonction de pollinisation, ou comment faune et flore sauvage sous-tendent la provision du service de pollinisation ;
• la compréhension des causes et conséquences de la coévolution au sein des réseaux plantes-pollinisateurs ;
• l’étude des réseaux d’interaction multiplexes, faisant intervenir à la fois la pollinisation et d’autres interactions comme l’herbivorie ou la compétition ;
• l’adaptation des méthodes d’études des réseaux issues d’autres disciplines en vue, notamment, de comprendre la structure des réseaux, les manières d’en résumer l’information et les approches de modélisation permettant de progresser vers une approche hypothético-déductive du fonctionnement des réseaux de pollinisation.

Les 5 axes