Sujet de thèse : Pollinisation par mimétisme de ressources nutritives pour les Diptères : diversité, mécanismes d’attraction et spécificité chez les genres Aristolochia et Ceropegia.

PhD Subject : Pollination by food-site mimicry for Diptera: diversity, attraction mechanisms and specificity in the genera Aristolochia and Ceropegia.

Mots-clés : 
pollinisation, tromperie, Diptères, Aristolochia, Ceropegia, interactions biotiques, coévolution, mimétisme, odeurs florales, tropicale, écologie chimique, spécialisation

Key Words :
pollination, deceptive, Diptera, Aristolochia, Ceropegia, biotic interactions, coevolution, food-site mimicry, floral scents, tropical, chemical ecology, specialization

Objectifs :

Cette thèse a pour objectif d’améliorer les connaissances générales sur la spécialisation de la pollinisation par les Diptères et l’évolution de la spécificité des cortèges de pollinisateurs. Jusqu’à présent, chez les Diptères, les études se sont concentrées sur la pollinisation spécialisée par mimétisme de sites de ponte ou de reproduction. Néanmoins, certaines familles de plantes particulièrement diversifiés (Aristolochiaceae, Orchidaceae, Asclepiadoideae...) présentent des fleurs atypiques dépourvues de ressources et qui n’induisent pas de comportement reproducteur chez les mouches pollinisatrices. Il a récemment été découvert que les fleurs d’Aristolochia rotunda et celles de Ceropegia sandersonii mimaient respectivement l’odeur de punaises (Hemiptera, Miridae) et d’abeilles (Hymenoptera, Apis mellifera) blessées pour attirer des mouches kleptoparasites (Chloropidae) dont les femelles nécessitent un repas particulier pour la maturation des oeufs. Il s’agirait donc d’une stratégie de pollinisation par tromperie où la fleur mimerait une ressource alimentaire. La thèse aura pour objectifs spécifiques (i) d’évaluer l’ampleur de cette stratégie de pollinisation en caractérisant les cortèges de pollinisateurs et les signaux d’attraction olfactifs et visuels émis par les fleurs, et (ii) d’utiliser cette stratégie très spécialisée comme modèle pour étudier les mécanismes moteurs de l’évolution de la spécificité des pollinisateurs. En effet, les opportunités de transfert de pollen varient d’une famille à l’autre (pollinies chez les Asclepiadoideae et les Orchidaceae, pollen libre chez les Aristolochiaceae) induisant probablement des pressions de sélection différentes sur la spécificité des pollinisateurs. Par ailleurs, cette pression de sélection est susceptible de varier en fonction du risque d’interférence reproductive lié au contexte écologique (présence/absence d’espèces synchronopatriques partageant la même stratégie de pollinisation). La spécificité des cortèges de pollinisateurs sera donc comparée entre familles, Aristolochiaceae vs Asclepiadoideae, et entre niveaux de synchronopatrie. Ces travaux seront menés en France et en Thaïlande.

Fleur d’Aristolochia arcuata, pollinisée par des Milichiidae. Crédits : Earth.com

Objectives :

The aim of this PhD thesis is to improve general knowledge of the specialization of pollination by Diptera and the evolution of the specificity of pollinator assemblages. Until now, studies of Diptera have focused on specialized pollination by brood-site mimicry or sexual deception. However, some particularly diverse plant families (Aristolochiaceae, Orchidaceae, Asclepiadoideae...) have atypical flowers that lack resources and do not induce reproductive behaviour in pollinating flies. It was recently discovered that the flowers of Aristolochia rotunda and Ceropegia sandersonii respectively mimic the scent of wounded bugs (Hemiptera, Miridae) and bees (Hymenoptera, Apis mellifera) to attract kleptoparasitic flies (Chloropidae) whose females require a specific meal to mature their eggs. This would appear to be a deceptive pollination strategy in which the flower mimics a food resource. The specific aims of this thesis are (i) to assess the extent of this pollination strategy by characterizing the pollinator assemblages and the olfactory and visual attraction signals emitted by the flowers, and (ii) to use this highly specialized strategy as a model to study the mechanisms driving the evolution of pollinator specificity. The opportunities for pollen transfer vary from one family to another (pollinia in the Asclepiadoideae and Orchidaceae, free pollen in the Aristolochiaceae), probably leading to different selection pressures on pollinator specificity. Moreover, this selection pressure is likely to vary according to the risk of reproductive interference linked to the ecological context (presence/absence of synchronopatric species sharing the same pollination strategy). The specificity of pollinator assemblages will therefore be compared between families, Aristolochiaceae vs Asclepiadoideae, and between levels of synchronopatry. This work will be carried out in France and Thailand.