Effect of inter-individual variabilities and intraguild interferences on the foraging stratégies of seed-eating carabid species Alice Charalabidis To cite this version: Alice Charalabidis. Effect of inter-individual variabilities and intraguild interferences on the foraging stratégies of seed-eating carabid species. Animal biology. Université Bourgogne Franche-Comté, 2017. English. NNT : 2017UBFCK035. tel-01795298 HAL Id: tel-01795298 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01795298 Submitted on 18 May 2018 HAL is a multi-disciplinary open access L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est archive for the deposit and dissemination of sci- destinée au dépôt et à la diffusion de documents entific research documents, whether they are pub- scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, lished or not. 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UNIVERSITE DE BOURGOGNE FRANCHE-COMTE UFR Science de la Vie, de la Terre et de l’Environnement INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE UMR 1347 Agroécologie – Pôle Gestion Durable des Adventices (GestAd) THESE Pour l’obtention du grade de Docteur de l’Université de Bourgogne Franche-Comté Ecole doctorale Environnements - Santé Discipline : Ecologie Comportementale et Agroécologie Par Alice CHARALABIDIS Soutenue le 6 décembre 2017 Effect of inter-individual variabilities and intraguild interferences on the foraging strategies of seed-eating carabid species Directeur de thèse David Bohan Co-directeurs de thèse Sandrine Petit-Michaut & François-Xavier Dechaume-Moncharmont Jury François Bretagnolle Professeur, Université de Bourgogne Président du Jury Andrew Higginson Senior lecturer, University of Exeter Rapporteur Joan van Baaren Professeur, Université de Rennes I Rapporteur Pavel Saska Associate professor, Czech university of life sciences Examinateur François Massol Chargé de Recherche (HDR), CNRS Examinateur David Bohan Directeur de Recherche, INRA Dijon Directeur de thèse Sandrine Petit Michaut Directrice de Recherche, INRA Dijon Co-encadrante de thèse François-Xavier Dechaume-Moncharmont Maitre de conférences (HDR), Université de Bourgogne Co-encadrant de thèse 1 Acknowledgements 2 Acknowledgements Tout d’abord je tiens à remercier Dave, Sandrine et FX pour m’avoir fait confiance en me confiant cette thèse. Merci pour vos conseils, nos conversations (sur la science et pas que) et votre aide dans la réalisation de ce projet. FX, merci d’avoir accepté de te « gratter le cerveau » avec moi. Je tiens aussi à remercier monsieur Andrew Higginson et madame Joan van Baaren pour avoir accepté de participer à mon jury en tant que rapporteurs. Merci aussi à monsieur François Massol et monsieur Pavel Saska pour avoir accepté de participer à mon jury en tant qu’examinateur. Merci à monsieur François Massol pour avoir accepté à la fois d’être dans mon comité et ensuite dans mon jury de thèse. Merci à monsieur François Bretagnolle pour avoir accepté d’être président de mon jury de thèse. Merci à Jérôme Moreau pour sa participation dans mon comité de thèse. Mes deux comités ont été essentiels pour le bon déroulement de ma thèse. Je souhaite remercier aussi l’INRA et la Région Bourgogne pour avoir financé ma thèse, ainsi que le laboratoire Biogéoscience, pour m’avoir accueillie dans ses locaux pour une semaine et pour avoir participé au financement de mes expériences d’immunologie. Plus largement je tiens à remercier tous mes collègues de l’INRA pour la générale bonne humeur qui règne dans nos locaux. J’ai eu la chance de travailler entourée de gens bienveillants et toujours volontaires pour aider et je m’excuse de ne pas pouvoir remercier tout le monde personnellement... Merci à tout le personnel technique pour votre aide dans mes manips. Merci à Cyril pour m’avoir expliqué comment poser les pièges, merci à Florence pour ses conseils, merci à Claude pour sa bonne humeur et son aide avec Diana. Merci à Benjamin pour sa constante disponibilité, merci à Stéphane pour les longues heures où il m’a gentiment écouté raconter ma vie, merci à Floriane et Olivia pour leur constante bonne humeur et leur très beau bureau (ca fait voyager de venir chez vous), merci à Guillaume pour les franches rigolades et les balades naturalistes, merci à Morgane pour m’avoir permis de faire mes premiers cours d’œnologie, merci à Sarah pour les journées passée ensemble à vanter les mérites des carabes au grand public, merci à Lucie pour les pauses cafés et les gâteaux, merci aussi à ceux qui ne sont plus à l’INRA mais qui ont marqué mon séjour ici : Flo, Martin, Matthieu (c’est bon t’es content ?), Antoine et d’autres que j’oublie sûrement à l’heure où j’écris ces remerciements… Merci à tous les habitués du Beer-time ! Et merci aussi à Coralie et Lionel pour m’avoir permis de vivre la super expérience qu’est l’Experimentarium. Merci à Diana pour m’avoir fait confiance en tant qu’encadrante de stage pour son M2. Et merci aussi à mes amis sans qui ces 3 années auraient été beaucoup moins sympathiques : Jérémie (eh oui, je connais ton prénom…), Anto, Yuko, Chloé, Maé, Guillaume (encore ?), Sam, Nina, Julie, Thibault, Amelie et Arthur, Ari, Pom, Clara, Marina, Chloé (pas la même), Clément, Toinou, les poilus de la rue Rodier et tous les autres avec qui j’ai passé de bons moments… désolé si j’oublies des gens… Merci aussi aux carabes sans qui rien de tout cela n’aurait été possible. Merci à ma famille pour leur soutien, à ma mère pour son intérêt permanent pour tout ce que j’entreprends et mon frère qui va me trouver du travail. Merci au chat Et merci à Thomas, toi-même tu sais. 3 Abstract 4 Abstract Making a choice requires, implicitly, an investment of time in one behaviour at the expense of an investment in another. Being choosy would increase the risk of losing many food item opportunities to competitors, and is directly in conflict with other essential tasks such as predator avoidance. Individuals are thus expected to adjust their level of choosiness in response to the competition and predation context. The available foraging theory and the empirical ecology of carabids would suggest that competition and predation interference induces changes in the foraging behaviour of carabid individuals. Carabids typically operate within communities in which competition and predatory interference interactions occur and are ever present; there are high levels of intraguild interference. A better understanding of how risks of these two interference interactions modify individual decision making for prey would therefore help to improve the biocontrol of weeds by communities of carabids. This thesis focused on how changes in level of choosiness occur when individual carabids forage under intraguild interference. Using laboratory experiments, done at various spatio-temporal scales, we demonstrate that the decision-making processes of foraging carabids might differ between contexts, between species and between individuals. Our focal species, the granivore Harpalus affinis, was found to reduce its level of choosiness while foraging under intraguild interference. In doing so H. affinis individuals increased their overall rate of seed acceptance. This change in choosiness was dependant on the intensity of the risk, the seed species offered in test and the sex of individuals. We found no link between individual levels of choosiness and either immunity or personality traits. When tested under similar conditions, individuals of the omnivorous carabid Poecilus cupreus did not change their level of choosiness for seeds. These findings would help explain the high variability in seed predation rates observed between studies conducted in-field, and the differences observed between laboratory studies and fields measurements in carabids. Globally, this thesis has confirmed that a deeper understanding of the decision making process of carabids seed-eating species is requires to evaluate their choice of prey and assess their relevance as biological control agents in the wild. Keywords: Carabids, predation risk, competition risk, immunity defense, personality, behavioural flexibility, foraging strategy, behaviour. 5 Résumé 6 Résumé Faire un choix n’est pas juste un évènement spontané. La recherche d’une ressource alimentaire, par exemple, implique un investissement temporel et est donc en conflit avec d’autres activités essentielles telles que la vigilance pour les prédateurs. Ainsi être sélectif augmente le risque de se faire attaquer par un prédateur. Par ailleurs, être sélectif implique aussi de rejeter beaucoup de potentielles options avant de finalement en accepter une et donc accepter une perte non négligeable d’opportunités en présence de potentiels compétiteurs. Pour ces raisons, une réduction du niveau de sélectivité est attendue chez un individu exposé à une situation de forte compétition ou à un fort risque de prédation. Les carabes évoluent au sein de communautés composées, pour la plupart, d’un nombre important de potentiels compétiteurs et prédateurs. Les connaissances actuelles en écologie comportementale et en écologie prévoient que le comportement d’approvisionnement alimentaire des coléoptères carabiques devrait varier en fonction des niveaux de risques de compétition et de prédation qu’ils rencontrent et donc de la composition des communautés dans lesquelles ils se trouvent. Dans cette thèse, nous avons mesuré les changements de sélectivité alimentaire de deux espèces de carabes en présence de signaux de prédateurs ou de compétiteurs. A l’aide d’expériences de laboratoire effectuées à différentes échelles spatio-temporelle, nous avons réussi à montrer que la sélectivité alimentaire d’un carabe granivore Harpalus affinis peut varier en fonction du contexte dans lequel il cherche sa nourriture et être diminuée en présence de prédateurs. Par ailleurs le sexe des individus, l’espèce de graine qui leur est proposée et l’intensité du risque auquel ils sont confrontés semblent aussi avoir un effet sur la variation de sélectivité des individus.