| Distantly related neighbours of host trees can prevent arthorpods from matching tree characteristics : a story of arthropod phenotypes and leaf damage on oak trees (Des voisins phylogénétiquement éloignés peuvent empêcher les arthropodes de concorder aux caractéristiques d’un arbre hôte : une histoire de phénotypes d'arthropodes et de dommages foliaires sur des chênes) Mallick, Soumen - (2022-12-14) / Universite de Rennes 1 - Distantly related neighbours of host trees can prevent arthorpods from matching tree characteristics : a story of arthropod phenotypes and leaf damage on oak trees
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Langue : Anglais Directeur(s) de thèse: Prinzing, Andreas; Molleman, Freek Discipline : Écologie, évolution Laboratoire : Ecobio Ecole Doctorale : EGAAL Classification : Sciences de la vie, biologie, biochimie Mots-clés : arthropodes, herbivores, microclimat, phénologie, isolement phylogénétique, ressource
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Résumé : Beaucoup arthropodes se nourrissant des arbres. Pour réussir, ces arthropodes doivent concorder aux caractéristiques des arbres. Nous avons émis l'hypothèse que les arthropodes concordent mal lorsque les arbres sont entourés de voisins phylogénétiquement éloignés, en raison de la réduction des échange d'arthropodes entre les arbres voisins. Plus précisément, l'isolement phylogénétique empêche les arthropodes de profiter (i) des arbres riches en ressources, (ii) des arbres qui débourrent rapidement, et (iii) des arbres avec un microclimat chaud. Nous avons étudié si : (i) il y a plus d'herbivorie sur les arbres avec des feuilles plus grandes et de meilleure qualité (utilisation proportionnelle des ressources), (ii) les chenilles sont plus grandes sur les arbres avec des bourgeons qui éclatent plus tôt, et se nymphosent plus tôt sur les arbres avec des feuilles qui mûrissent plus tôt (concordance phénologique), et (iii) les arthropodes de petite taille dominent sur les arbres avec un microclimat chaud permettant d'atteindre la maturité à une petite taille (règle température/taille). Nous avons prédit que ces relations disparaissent parmi les arbres phylogénétiquement isolés. Nous nous sommes concentrés sur l'espèce d'arbre la plus diversifiée en arthropodes d'Europe occidentale, Quercus petraea (hybridé avec Q. robur), dans une forêt de l'ouest de la France. Nous avons constaté que lorsque les arbres hôtes étaient phylogénétiquement isolés (i) l'herbivorie n'augmentait plus proportionnellement à la taille des feuilles, (ii) la concordance phénologique diminuait, en particulier sur les arbres à éclatement rapide, et (iii) la relation température/taille changeait. Nous suggérons que l'isolement phylogénétique empêche les arthropodes de choisir efficacement les arbres avec des ressources abondantes, une phénologie et un microclimat approprié. Nos résultats suggèrent donc que pour éviter une herbivorie excessive, les arbres devraient pousser loin des espèces phylogénétiquement proches (ou alternativement débourrer lentement). Abstract : The success of tree-feeding arthropods depends on how well they match tree characteristics. We hypothesised that arthropods match poorly when trees are surrounded by phylogenetically distant neighbours, due to the reduced exchange of arthropods between neighbouring trees. Specifically, phylogenetic isolation prevents arthropods from profiting from (i) resource-rich trees, (ii) trees that burst buds rapidly, and (iii) trees with warm microclimate. We studied whether: (i) there is more herbivory on trees with larger and higher-quality leaves (proportional use of resources), (ii) caterpillars are larger on trees with earlier bursting buds, and pupate earlier on trees with earlier maturing leaves (phenology matching), and (iii) arthropods of small body size dominate on trees with warm microclimate permitting to reach maturity at small size (temperature/size rule). We predicted these relationships to disappear among phylogenetically isolated trees. We focused on the most arthropod-diverse tree species of western Europe, Quercus petraea (hybridised with Q. robur), in a forest in western France. We found that when host trees were phylogenetically isolated (i) herbivory no longer increased proportionally with leaf size, (ii) phenology matching declined in particular on rapidly bursting trees, and (iii) temperature/size relationships shifted. We suggest that phylogenetic isolation prevents arthropods from effectively choosing trees with abundant resources, from matching phenology and from matching microclimate. Our results thus suggest that to avoid excessive herbivory, trees should grow far from phylogenetically closely related species (or alternatively budburst slowly). | |||