De l’utilisation de microcosmes pour le test d’hypothèses en biologie de l’invasion - Inria - Institut national de recherche en sciences et technologies du numérique
Article Dans Une Revue Revue d'Écologie Année : 2015

Utilization of microcosms to test invasion biology hypotheses

De l’utilisation de microcosmes pour le test d’hypothèses en biologie de l’invasion

Thibaut Morel-Journel
Xavier Fauvergue
  • Fonction : Auteur
Eric Lombaert
  • Fonction : Auteur
Ludovic Mailleret
Thibaut Malausa
Nicolas Ris
  • Fonction : Auteur
Elodie Vercken
  • Fonction : Auteur

Résumé

Understanding the factors underlying establishment and spread of exotic species in order to predict invasion risks is a major goal in invasion biology. Many theoretical studies investigated the ecological and evolutionary components of these factors and their impact on the invasive process. Yet, hypothesis tests through experimental approaches are still scarce because of the practical and ethical difficulties associated with the introduction of exotic species in nature. Thus, most empirical results come from a posteriori analyses of fortuitous invasions, which allow correlative approaches at best and give no information about invasion failures. In this paper, we propose microcosms, i.e. reproducible controlled simplified environments, as an alternative to experimental introductions in natura. From a review of the literature, we discuss the distinctive features of microcosms to test theoretical predictions about invasion. Our analysis focuses on studies involving populations in transitory dynamics after a demographic bottleneck and/or subject to an adaptive challenge, two key characteristics of invasive processes. Despite their small number, these studies have been used successfully to explore the influences of various factors, mainly related to the introduction site characteristics (its abiotic conditions and their spatial and temporal heterogeneity), and to a lesser extent to the introduced individuals themselves (propagule pressure, genetic diversity and adaptations in the introduced population) or the invaded community. We argue that microcosms, as model systems, can be powerful tools to test theoretical hypotheses. They must however be used with care, as they do not account for the same complexity as natural systems. They are thus complementary to theoretical studies and field surveys, and contribute to reinforce the predictive value of invasion biology by linking theory and experimentation.
Comprendre les facteurs déterminant le succès ou l’échec des processus invasifs est un objectif majeur en biologie de l’invasion. De nombreux travaux théoriques se sont intéressés aux composantes écologiques et évolutives de ces facteurs. Cependant, les tests d’hypothèses associés à une démarche expérimentale restent rares. La plupart des résultats empiriques sont issus de l’analyse a posteriori d’invasions fortuites et ne permettent donc, au mieux, que des approches corrélatives. Dans cet article, nous discutons de la pertinence des microcosmes, i.e. des environnements simplifiés, contrôlés et reproductibles, comme alternatives aux introductions expérimentales en milieu naturel. En nous basant sur une synthèse de la littérature, nous présentons les avantages et limites des approches en microcosmes pour l'étude des invasions biologiques. Notre analyse se concentre sur les publications impliquant des populations en dynamique transitoire après un goulot d’étranglement et/ou soumises à un challenge adaptatif, deux caractéristiques clés des processus invasifs. Malgré le nombre encore réduit de telles études, leur intérêt a été montré pour explorer les influences des caractéristiques de l’aire envahie (les conditions environnementales ainsi que leur hétérogénéité spatiale ou temporelle). Dans une moindre mesure, les microcosmes ont également permis de tester l’influence des caractéristiques des populations introduites et de la communauté envahie. Cependant, ils doivent être utilisés avec précaution car ils ne permettent pas de reproduire la complexité des milieux naturels. Les expériences en microcosmes sont donc complémentaires aux études théoriques et à celles menées en populations naturelles et contribuent à renforcer la valeur prédictive de la biologie de l’invasion en liant théorie et expérimentation.
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Identifiants

  • HAL Id : hal-03533281 , version 1

Citer

Thibaut Morel-Journel, Xavier Fauvergue, Eric Lombaert, Ludovic Mailleret, Thibaut Malausa, et al.. De l’utilisation de microcosmes pour le test d’hypothèses en biologie de l’invasion. Revue d'Écologie, 2015, Sup12, pp.16-27. ⟨hal-03533281⟩
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