Proposition de stage Master 2 ou ingénieur en Modélisation, Ecologie, Protection des plantes
Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes – Rennes

Modélisation de l’impact des interactions pucerons-fourmis-ennemis naturels sur la dynamique des populations du puceron cendré (Dysaphis plantaginea) en vergers de pommier

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 relation mutualiste que les pucerons entretiennent fréquemment 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 des pucerons (Nielsen 2010 ; Detrain et al., 2017, Anjos et al., 2022). 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 et Nagy 2022). La diversification végétale à l’échelle de la parcelle et de ses abords 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).

Le projet Diver’Ant (Ecophyto II+ Diversification, 2025-2028) vise à déterminer les ressources exploitées par les fourmis mutualistes des pucerons selon la diversité des sources de nourriture disponibles, de proposer des mesures de diversification pour détourner les fourmis et ainsi permettre une meilleure régulation naturelle et une meilleure efficacité des actions de lutte biologique contre le puceron cendré en verger de pommiers.

Objectif du stage

  • Établir 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.
  • Mobiliser des données déjà disponibles de suivi des abondances de pucerons, fourmis et ennemis naturels 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.
  • Explorer et 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.

Hypothèse : 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.

Missions du stagiaire

  • Synthèse bibliographique sur le sujet
  • Élaboration et ajustement d’un modèle bayésien hiérarchique de la dynamique des populations du puceron cendré
  • Rédaction d’un rapport de stage

Profil recherché

  • 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, 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 l’Institut Agro Rennes Angers (campus de Rennes), 65 rue de Saint-Brieuc, 35042 RENNES Cedex.
  • Gratification selon la réglementation française en vigueur

Encadrement
Manuel Plantegenest (Manuel.Plantegenest@agrocampus-ouest.fr), professeur à l’Institut Agro Rennes, et Pierre Franck (Pierre.Franck@inrae.fr), 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).

Références

Albert, Laurence. « Régulation naturelle du puceron cendré et aménagements agro-écologiques : l’exemple des vergers cidricoles du nord-ouest de la France ». These de doctorat, Rennes, Agrocampus Ouest, 2017. https://theses.fr/2017NSARA081.

Anjos, Diego V., Alejandro Tena, Arleu Barbosa Viana-Junior, Raquel L. Carvalho, Helena Torezan-Silingardi, Kleber Del-Claro, et Ivette Perfecto. « The effects of ants on pest control: a meta-analysis ». Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 289, no 1981 (17 août 2022): 20221316. https://doi.org/10.1098/rspb.2022.1316.

Borbély, Csaba, et Csaba Nagy. « Providing Sugar Sources for Ants Improves the Biological Control of Aphis Spp. in Apple Orchards ». Biological Control 175 (1 novembre 2022): 105056. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2022.105056.

Dedryver, Charles-Antoine, Anne Le Ralec, et Frédéric Fabre. « The conflicting relationships between aphids and men: A review of aphid damage and control strategies ». Les pucerons : modèles biologiques et ravageurs des cultures 333, no 6 (1 juin 2010): 539-53. https://doi.org/10.1016/j.crvi.2010.03.009.

Detrain, Claire, Melanie Fichaux, et François Verheggen. « Tuned Protection of Aphids by Ants against a Predatory Hoverfly ». Ecological Entomology 42, no 3 (2017): 235-44. https://doi.org/10.1111/een.12378.

Laffon, Ludivine, Armin Bischoff, Romane Blaya, Françoise Lescourret, et Pierre Franck. « Spontaneous flowering vegetation favours hoverflies and parasitoid wasps in apple orchards but has low cascading effects on biological pest control ». Agriculture, Ecosystems & Environment 359 (1 janvier 2024): 108766. https://doi.org/10.1016/j.agee.2023.108766.

Miñarro, Marcos, Gabriela Fernández-Mata, et Pilar Medina. « Role of Ants in Structuring the Aphid Community on Apple ». Ecological Entomology 35, no 2 (2010): 206-15. https://doi.org/10.1111/j.1365-2311.2010.01173.x.

Nagy, Csaba, Jerry V. Cross, et Viktor Markó. « 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 (1 novembre 2015): 127-38. https://doi.org/10.1016/j.cropro.2015.07.015.

Nielsen, Charlotte, Anurag A. Agrawal, et Ann E. Hajek. « Ants defend aphids against lethal disease ». Biology Letters 6, no 2 (23 avril 2010): 205-8. https://doi.org/10.1098/rsbl.2009.0743.

Tibi, Anaïs, Vincent Martinet, Aude Vialatte, Audrey Alignier, Valérie Angeon, David Bohan, Douadia Bougherara, et al. « Protéger les cultures en augmentant la diversité végétale des espaces agricoles. Synthèse de l’expertise scientifique collective ». Report, INRAE, 2022. https://doi.org/10.17180/awsn-rf06.

Yao, Izumi. « Costs and Constraints in Aphid-Ant Mutualism ». Ecological Research 29, no 3 (2014): 383-91. https://doi.org/10.1007/s11284-014-1151-4.