Laboratoire d’accueil : UMR INRA n° 1065 SAVE (Santé et Agroécologie du Vignoble)

Durée de la thèse : 3 ans (du 01/10/2019 au 30/09/2022)

Encadrants principaux : Denis Thiéry, Philippe Louâpre et Jérôme Moreau.

Conditions d’obtention de la thèse : La bourse de thèse est ouverte au candidat qui sera présélectionné pour passer le concours de l’École Doctorale « Sciences et Environnements » de l’Université de Bordeaux. Les modalités du concours sont disponibles à l’adresse suivante https://ed-environnements.u-bordeaux.fr/Offre-de-theses. Afin de concourir, seules les candidatures des étudiants possédant un Master en Écologie seront considérées. Par ailleurs, il est nécessaire de se placer dans le premier-tiers du classement de sa promotion en Master. Afin d’optimiser les chances du candidat présélectionné d’obtenir la bourse de thèse (1 chance sur 2 environ), une préparation au concours (fin juin 2019) sera effectuée en amont avec les encadrants.

Les étudiants potentiellement intéressés doivent envoyer à Denis Thiéry ([email protected]), Philippe Louâpre ([email protected]) et Jérôme Moreau ([email protected]) un seul fichier pdf contenant dans l’ordre (i) un CV détaillé avec le contenu des formations suivies et les classements obtenus, (ii) une lettre de motivation, (iii) les relevés de notes de Master 1 et du premier semestre de Master 2. La date limite pour l’envoi du document aux encadrants est fixée au 20 mai 2019. Il est conseillé de manifester son intérêt pour le sujet le plus tôt possible.

Compétences requises : Il sera demandé au candidat de solides connaissances en écologie évolutive, écologie des populations ainsi qu’en écotoxicologie. Des compétences en analyse de données seront également requises (logiciel R). Une expérience de recherche sur le modèle insecte est un plus mais pas nécessaire. La maîtrise de la langue anglaise est demandée.

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Descriptif de la thèse : L’intensification de l’agriculture qui a débuté il y a plus de 60 ans dans les pays industrialisés a eu de très nombreux impacts négatifs sur la santé humaine, la qualité des productions agricoles ainsi que sur l’environnement (Foley et al. 2011). Parmi les nombreuses pratiques associées à l’agriculture intensive, le recours massif aux produits phytosanitaires est encore considéré comme étant le moyen le plus efficace pour gérer la pression croissante exercée par les maladies et les ravageurs de cultures (Guedes et al. 2016). Malgré un coût financier considérable pour acquérir et utiliser ces substances, l’utilisation des produits phytosanitaires est en augmentation à l’échelle mondiale (Aktar et al. 2009, Ghimire et Woodward 2013), notamment en raison de l’explosion des populations de ravageurs des cultures et des maladies associées avec le réchauffement climatique (Deutsch et al. 2018).
Les modes d’action des différentes molécules composant les insecticides, les herbicides, ou encore les fongicides ont de très nombreux effets sur les insectes, qu’ils soient des nuisibles ou des auxiliaires des cultures. Ils peuvent impacter la physiologie (e.g. altération de la mue ou du système nerveux, inhibition de la respiration) et/ou le comportement (locomotion, reproduction) des insectes, sur le court terme aussi bien que de générations en générations (Guo et al. 2013). Ils agissent directement sur un site d’action dit « primaire » (e.g. récepteur à acétylcholine, site de biosynthèse de chitine, membrane des neurones), mais peuvent également agir sur d’autre sites, dits « secondaires » (e.g. effecteurs immunitaires, endosymbiontes primaires et secondaires, récepteurs olfactifs). La diversité des modes d’action des produits phytosanitaires ainsi que les interactions complexes avec des sites non spécifiques peuvent favoriser des effets dits « sublétaux » sur la survie et la reproduction des insectes (Müller 2018). Ces effets sublétaux peuvent aller jusqu’à être positifs pour les insectes dans certains cas en stimulant par exemple la reproduction (Guedes et Cutler 2014, Wand et al. 2017, Lalouette et al. 2016).
Au-delà des effets complexes des produits phytosanitaires sur les populations d’insectes, les traitements utilisés peuvent profondément affecter les réseaux trophiques et déstabiliser le fonctionnement de l’agroécosystème déjà fragilisé (Guedes et al. 2016). En effet, la présence de produits phytosanitaires peut impacter des organismes non cibles appartenant à des niveaux trophiques inférieurs (plantes cultivées ou adventices) ou supérieurs (ennemis naturels), modifiant à terme, l’assemblage d’espèces inféodées aux agroécosystèmes traités (Guedes et al. 2016). Par exemple, les insectes pollinisateurs, les insectes parasitoïdes et les insectes prédateurs des phytophages peuvent être affectés de la même manière que les insectes cibles (Fernandez et al. 2016), réduisant ainsi les services écosystémiques rendus par les guildes d’insectes auxiliaires (Desneux et al. 2007).
Dans le contexte actuel du réchauffement climatique global, la réponse des organismes cibles et non cibles aux produits phytosanitaires est mal connue, et risque de se modifier d’une manière drastique. On peut ainsi prédire une résistance accrue des insectes aux produits phytosanitaires par l’augmentation de la température (Sparks et al. 1982, Glunt et al. 2017). En raison des nombreux compromis entre les différentes fonctions vitales des insectes, les stress environnementaux multiples peuvent affecter la capacité des individus à mobiliser leurs propres ressources pour résister aux effets multiples des produits phytosanitaires. A l’heure actuelle, très peu de travaux ont été menés sur l’influence de la température sur les conséquences des produits phytosanitaires dans les agroécosystèmes en distinguant les espèces cibles des espèces non cibles.
Le projet de thèse s’inscrit précisément dans cet objectif mais se focalisera sur la sensibilité de ravageurs de cultures (vigne) et de quelques ennemis naturels à des doses sublétales de certains produits phytosanitaires utilisés en viticulture. Il permettra d’apporter des connaissances sur la modulation thermique de l’effet de ces produits sur des organismes cibles et non-cibles et d’en évaluer les conséquences directes et indirectes à l’échelle individuelle (traits d’histoire de vie, longévité, reproduction), populationnelle (dynamique démographique), et ainsi qu’au niveau de la communauté (modulation de l’intensité de parasitisme/prédation). Cette thèse permettra ainsi de mieux appréhender (i) l’évolution de l’impact indirect des produits phytosanitaires sur les auxiliaires des cultures relativement aux insectes ravageurs avec l’augmentation de la température, et (ii) d’évaluer les conséquences des traitements insecticides sur la capacité des agroécosystèmes à réguler les populations de ravageurs.
Pour répondre à ces questions, nous travaillerons au sein des vignobles en utilisant le complexe vers de la grappe – ennemis naturels. La vigne est une des cultures emblématiques pour la France et elle est l’une des plus grosses utilisatrices de produits phytosanitaires. Le Mildiou et l’oïdium, sont les principaux bioagresseurs de la vigne et les vignerons utilisent la bouillie bordelaise à base de cuivre et le souffre depuis plus de 150 ans pour lutter contre ces maladies cryptogamiques (Dagostin et al. 2011). Si les effets de ces produits phytosanitaires pour lutter contre les maladies et ravageurs de cultures sont maintenant bien connus sur les espèces cibles, leurs effets sur les espèces non cibles d’arthropodes dans les vignobles comme les vers de la grappe et leurs ennemies naturels sont à ce jour très peu connues (Vogelweith et Thiéry 2018). Il existe par ailleurs un cortège d’insectes ravageurs dont les deux principaux sont l’eudémis et le cochylis de la vigne qui induisent également des pertes économiques considérables dans la viticulture. Pour combattre ces ravageurs, les viticulteurs utilisent actuellement des produits phytosanitaires comme le Spinosad ou le Steward. Même si la plupart des individus meurent dans la population, certains individus échappent au traitement et nous ne connaissons pas à ce jour les effets des doses sublétales reçues par ces individus sur leur fitness. Par ailleurs, nous n’avons aucune connaissance sur les effets de ces produits phytosanitaires sur les auxiliaires des ravageurs, qui contrôlent en partie leur dynamique des populations. Les vers de la grappe et leur cortège d’ennemies naturels constituent donc un modèle de choix pour répondre aux questions de ce projet.
Nous réaliserons des manipulations expérimentales où les vers de la grappe seront exposés à différents produits phytosanitaires épandus dans les vignobles pour lutter (i) contre les espèce cryptogamiques (bouillie bordelaise, soufre) et (ii) contre les insectes eux-mêmes (Spinosad, Steward). Ces substances seront utilisées à différentes doses, notamment celles utilisées dans les vignobles bordelais. Nous mesurerons une série de traits d’histoires de vie (durée de développement larvaire, mortalité, taille des pupes, fécondité des femelles, capacité des mâles à produire des spermatophores et des spermatozoïdes) afin d’appréhender les effets sublétaux sur la fitness des individus. En parallèle, nous réaliserons ces expériences à différentes températures à l’aide d’enceintes climatiques pour tester les effets du réchauffement climatiques sur ces effets sublétaux. Dans un second temps, nous réaliserons des tests de parasitisme d’œufs avec des trichogrammes pour voir si ces effets peuvent se répercuter sur la qualité des œufs et leur chance d’être parasité. Nous réaliserons également des mesures du système immunitaire des larves pour appréhender l’action des produits phytosanitaires sur les capacités de défense des larves face aux pathogènes et aux insectes parasitoïdes dans un contexte de réchauffement climatique. Finalement, des récoltes de larves sur le terrain dans des vignobles qui utilisent différentes concentrations de produits phytosanitaires contre les espèces cryptogamiques nous permettront de quantifier in natura l’effet des produits phytosanitaires sur la fitness des insectes et sur leur dynamique des populations des ravageurs.

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