Proposition de stage Master 2 ou ingénieur en Modélisation, Ecologie, Protection des plantes à l’Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes à Rennes
Modélisation de l’impact des interactions pucerons-fourmis-ennemis naturels sur la dynamique des populations du puceron cendré (Dysaphis plantaginea) en vergers de pommiers
Contexte
Les hémiptères suceurs de sèves font partie des ravageurs les plus importants en agriculture, de par leurs dégâts directs et la transmission de virus phytopathogènes à la plupart des espèces cultivées (Dedryver et al., 2009). Ils sont la cible de nombreux traitements insecticides nocifs pour la biodiversité. Les mesures favorisant la régulation par les ennemis naturels, arthropodes prédateurs et parasitoïdes, sont des alternatives prometteuses à l’utilisation de produits phytosanitaires (Tibi et al., 2022). Cependant, la fréquente relation mutualiste que les pucerons entretiennent avec les fourmis (Yao 2014) constitue un obstacle majeur à leur contrôle biologique (Miñarro et al., 2010 ; Anjos et al., 2022). En effet les fourmis, en échange de miellat, repoussent, perturbent ou tuent les ennemis naturels (Nielsen 2010 ; Detrain et al., 2017, Anjos et al., 2022). L’intensité et la nature de cette interaction varient en fonction des besoins de la fourmilière, qui évoluent au cours des saisons, et des ressources disponibles dans l’environnement. Plusieurs solutions sont à l’étude pour détourner les fourmis des pucerons notamment en verger de pommier et ainsi optimiser l’efficacité des mesures de lutte biologique, comme l’apport de sources de sucres alternatives artificielles (Nagy et al., 2015, Borbély and Nagy 2022). La diversification végétale à l’échelle de la parcelle et de ses abords, comme par l’implantation de plantes de services fournisseuses de ressources alimentaires alternatives aux fourmis, pourrait représenter une solution originale pour modifier les ressources disponibles et permettre de réduire l’interaction fourmis-pucerons (Albert et al. 2017), en plus de favoriser les ennemis naturels (Laffon et al., 2024). La féverole produit du nectar extrafloral et héberge des pucerons producteurs de miellat non ravageurs du pommier, exploité par les fourmis. Ces ressources pourraient détourner les fourmis des pucerons cendrés Dysaphis plantaginea, un des ravageurs les plus dangeureux du pommier. L’impact de ces mesures sur la fréquentation des colonies de pucerons par les fourmis et leurs interactions avec les ennemis naturels des pucerons doivent être évalués et les conditions d’efficacité de l’implantation des plantes de service déterminées. Le projet Diver’Ant (Ecophyto II+ Diversification, 2025-2028) vise à déterminer les ressources exploitées par les principales fourmis mutualistes de pucerons dans les vergers de pommiers, Lasius niger et Crematogaster scutellaris selon la diversité des sources de nourriture disponibles. Il permettra de proposer des mesures de diversification pour détourner les fourmis, et d’évaluer leur impact sur la régulation naturelle des pucerons par les ennemis naturels.
Objectif du stage :
• Etablir et ajuster un modèle pour quantifier l’influence des interactions entre le puceron cendré et les organismes qui lui sont associés (fourmis, ennemis naturels) sur la dynamique des populations du puceron cendré, Dysaphis plantaginea. Des données déjà disponibles de suivi des abondances de pucerons, fourmis et ennemis naturels seront mobilisées pour ajuster un modèle bayésien hiérarchique permettant de quantifier l’impact des ennemis naturels sur la dynamique des populations du puceron cendré en fonction de l’abondance des fourmis. Ce modèle permettra d’explorer et de quantifier l’effet d’une modification du réseau d’interactions que le ravageur entretient avec les organismes qui lui sont associés sur l’évolution de ses abondances. En pratique, nous ferons l’hypothèse que le taux d’accroissement des populations du ravageur dépend de l’action des ennemis naturels (proportionnelle à leur abondance et voracité) déterminée par l’abondance et la composition des communautés d’auxiliaires mais également par leur intensité de prédation toutes deux modulées par la présence des fourmis. Les données de dynamiques des populations qui seront mobilisées correspondent à la fois à des données publiées issues de la thèse de Laurence Albert (Albert, 2017) et à des données recueillies en première année du projet Diver’Ant.
Le stagiaire aura pour missions :
• Une synthèse bibliographique sur le sujet
• L’élaboration et l’ajustement d’un modèle bayésien hiérarchique de la dynamique des populations du puceron cendré
• La rédaction d’un rapport de stage
Profil :
• M2 cursus universitaire en Modélisation, Ecologie ou ingénieur/e en Agronomie, Horticulture avec une forte composante modélisation
• Connaissances fondamentales en écologie générale et dynamique des populations
• Compétences en programmation
• Rigoureux et organisé
• Capacité de communication et de travail en équipe
Conditions de travail :
• Stage de 6 mois à partir de mi-janvier/mi-mars
• Stage basé à Institut Agro Rennes Angers (campus de Rennes), 65 rue de Saint-Brieuc, 35042 RENNES Cedex.
• Gratification selon la réglementation française en vigueur
Encadrement :
Stage encadré par Manuel Plantegenest (Manuel.Plantegenest@agrocampus-ouest.fr, UMR IGEPP), professeur à l’Institut Agro Rennes et Pierre Franck (Pierre.Franck@inrae.fr, UMR PSH), Chargé de Recherche à INRAE Avignon.
Candidature :
Envoyer un CV et une lettre de motivation avant le 10 Décembre à Manuel Plantegenest (Manuel.Plantegenest@agrocampus-ouest.fr) et Pierre Franck (Pierre.Franck@inrae.fr)
References :
Albert L. 2017. Régulation naturelle du puceron cendré et aménagements agro-écologiques : l’exemple des vergers cidricoles du nord-ouest de la France ». These de doctorat, Agrocampus Ouest, Rennes. https://theses.fr/2017NSARA081.
Anjos, D. V., Tena A. et al. 2022. The effects of ants on pest control: a meta-analysis. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 289, no 1981 : 20221316. https://doi.org/10.1098/rspb.2022.1316.
Borbély C., et Nagy C. 2022. Providing Sugar Sources for Ants Improves the Biological Control of Aphis Spp. in Apple Orchards. Biological Control 175 : 105056. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2022.105056.
Damiens L. 2025. Influence de la structure spatiale et fonctionnelle des vergers de pommiers sur la distribution des colonies de fourmis Lasius niger, fourmis entretenant une relation mutualiste avec Dysaphis plantaginea. Mémoire de fin d’étude, Institut Agro Rennes Angers.
Dedryver C.A., Le Ralec A, et Fabre F. 2010. The conflicting relationships between aphids and men: A review of aphid damage and control strategies. CR Biologies 333, no 6 : 539 53. https://doi.org/10.1016/j.crvi.2010.03.009.
Detrain C., Fichaux M., et Verheggen F. 2017. Tuned Protection of Aphids by Ants against a Predatory Hoverfly. Ecological Entomology 42, no 3 : 235 44. https://doi.org/10.1111/een.12378.
Laffon, L., Bischoff A. et al. 2024. Spontaneous flowering vegetation favours hoverflies and parasitoid wasps in apple orchards but has low cascading effects on biological pest control ». Agriculture, Ecosystems & Environment 359 : 108766. https://doi.org/10.1016/j.agee.2023.108766.
Miñarro M., Fernández-Mata G., et Medina P. 2010. Role of Ants in Structuring the Aphid Community on Apple . Ecological Entomology 35, no 2 : 206 15. https://doi.org/10.1111/j.1365-2311.2010.01173.x.
Nagy, C., Cross J. V., et Markó V. 2015. Can Artificial Nectaries Outcompete Aphids in Ant-Aphid Mutualism? Applying Artificial Sugar Sources for Ants to Support Better Biological Control of Rosy Apple Aphid, Dysaphis Plantaginea Passerini in Apple Orchards. Crop Protection 77 : 127 38. https://doi.org/10.1016/j.cropro.2015.07.015.
Nielsen C., Agrawal A.A., et Hajek A.E. 2010. Ants defend aphids against lethal disease. Biology Letters 6, no 2 : 205 8. https://doi.org/10.1098/rsbl.2009.0743.
Tibi A., Martinet V., et al. 2022. Protéger les cultures en augmentant la diversité végétale des espaces agricoles. Synthèse de l’expertise scientifique collective. INRAE, 2022. https://doi.org/10.17180/awsn-rf06.
Yao, I. 2014. Costs and Constraints in Aphid-Ant Mutualism. Ecological Research 29, no 3 (2014): 383 91. https://doi.org/10.1007/s11284-014-1151-4.
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