Thermorégulation et adaptation aux variations climatiques chez les papillons de montagne
Cette thèse vise à comprendre l’adaptation des papillons aux conditions climatiques le long de gradients altitudinaux (Alpes), en combinant des approches de biologie expérimentale et analytique et de de physique optique et thermique.
Présentation
1) Contexte
Le réchauffement climatique fait partie des facteurs responsables de l’effondrement de la biodiversité. Malgré l’urgence de documenter ce phénomène, on connait encore mal la réponse des assemblages d’espèces aux variations climatiques. Les écosystèmes de montagne forment un terrain d’étude particulièrement pertinent pour comprendre l’adaptation des espèces le long de gradients climatiques.
En tant qu’ectothermes, les insectes sont particulièrement sensibles aux variations climatiques. Parmi les insectes, les papillons de jour forment une superfamille riche en espèce, et sont faciles à observer du fait de leur grande taille et leur mode de vie aérien. De plus, la taille et la structure bidimensionnelle des ailes de papillons permet de caractériser facilement leurs propriétés optiques et thermiques. En effet, les ailes jouent un rôle important dans la régulation de la température, en permettant de dissiper la chaleur en cas de surchauffe, ou au contraire de concentrer l’énergie solaire lorsqu’il fait froid.
2) Objectifs scientifiques
Cette thèse vise à comprendre l’adaptation des espèces de papillons aux conditions climatiques dans l’écosystème alpin. Trois prédictions seront explorées, en combinant des approches de biologie expérimentale et d’analyses comparatives d’une part, et de de physique optique et thermique d’autre part. :
- Les propriétés optiques et thermiques des papillons sont-elles liées à leur niche climatique ?
- Les espèces de haute altitude sont-elles capables de voler à des températures plus basses et de mieux réguler leur température que les espèces de plus basse altitude ?
- Les tolérances aux températures extrêmes des papillons sont-elles liées à leur niche climatique ?
3) Approche et équipes
Les tests de ces hypothèses se baseront sur des jeux de données de distribution des papillons alpins pour définir leur niche climatique, des mesures sur des spécimens de collection pour caractériser les propriétés optiques (absorption des radiations solaires) et thermiques (température et vitesse d’échauffement) des papillons, et des expériences sur le terrain pour mesurer les exigences (température de vol) et tolérances thermiques des papillons. Les mesures optiques et thermiques seront encadrées par Anne Michelin (CRC), tandis que les mesures de terrain et les analyses des données de distribution seront encadrées par Marianne Elias (ISYEB)
4) Adéquation à l’initiative IBEES
En documentant à la fois les processus physiques et biologiques responsables de l’adaptation aux conditions climatiques, ce projet interdisciplinaire accroitra notre compréhension de la dynamique de la biodiversité, dans un contexte de crise face aux changements d’origine anthropique, notamment les changements climatiques.
Porteurs du projet :
Marianne Elias / ISYEB, marianne.elias@mnhn.fr, 01 40 79 37 90, page perso
Anne Michelin / CRC, anne.michelin@mnhn.fr, 01 40 79 53 20, page perso
AAP 2023
Doctorant :
Théo Chavanis, theo.chavanis@gmail.com
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