Impact de la capacité de charge de l’environnement sur les dynamiques d’expansions de métapopulation : théories et applications à un système expérimental hôte-parasitoïde

Les équations de réaction-diffusion sont couramment utilisées pour décrire les dynamiques de propagation des populations. Elles permettent notamment de définir deux types de dynamiques : tirée et poussée. La dynamique tirée résulte d'une colonisation menée par les individus en faible effectif situés en bordure de la population, la dynamique poussée résulte d'une colonisation menée par de plus grands effectifs issus du cœur de la population. Les mécanismes biologiques à l'origine des fronts poussés sont encore peu décrits, toutefois, la présence d'un effet Allee (caractérisé par une corrélation positive entre le taux de croissance et la densité de population pour de petits effectifs) est connue pour entraîner une dynamique poussée. D'autres mécanismes générant une dépendance entre la taille de population et la probabilité de colonisation sont également susceptibles de générer des fronts poussés, mais cette généralisation reste à confirmer. Peu de travaux ont abordé les effets de facteurs de l'environnement tels que la capacité de charge sur les vitesses d'expansion des populations. Or, si pour une dynamique tirée, la colonisation des individus à l'avant du front, peu nombreux, ne devrait pas être influencée par la valeur de la capacité de charge du milieu, dans le cas poussé, les individus évoluant à des effectifs plus importants, la capacité de charge pourrait être un facteur limitant de l'expansion. Nous avons donc cherché à décrire (i) les effets de la capacité de charge sur les dynamiques d'expansion des populations notamment au travers du prisme des dynamiques tirées/poussées, et (ii) la diversité des mécanismes démographiques pouvant générer des dynamiques poussées. Pour cela nous avons utilisé des approches de modélisation individu-centrés et de l'expérimentation en microcosme sur des hyménoptères parasitoïdes, les Trichogrammes. Nous avons utilisé une espèce ayant une dispersion densité-dépendante positive entraînant un accroissement de la probabilité individuelle de migrer en grande population menant ainsi à des dynamiques de colonisation possiblement poussées. Grâce à ces deux approches, nous avons étudié dans une première partie l'impact de la capacité de charge sur la vitesse des expansions, permettant de valider nos hypothèses nous amenant à penser que la dépendance de la vitesse d'expansion à la capacité de charge pourrait être un indicateur de la nature poussée/tirée des expansions. Dans une deuxième partie nous avons étudié les phénomènes d'arrêt de colonisation ("Range pinning") décrits pour des populations soumises aux effets Allee et avons chercher à généraliser ce phénomène aux dynamiques poussées en présence de dispersion densité dépendante positive. Dans une troisième partie nous avons étudié comment une répartition hétérogène dans l'espace de différentes capacités de charges allait influencer les dynamiques d'expansions notamment poussées.