Le principe d’exclusion compétitive énonce que deux entités exploitant les mêmes ressources de manière identique ne peuvent coexister durablement : à terme, l’une finit par éliminer l’autre. Pourtant, dans de nombreux systèmes naturels, on observe la coexistence durable d’espèces proches, partageant une niche similaire. Le maintien de la diversité biologique soulève alors des questions sur les mécanismes permettant cette coexistence. Ces dynamiques opèrent à différentes échelles spatiales et temporelles, et résultent à la fois de processus écologiques et évolutifs : Les interactions écologiques se produisent entre individus et non entre espèces moyennes. La coexistence à long terme pourrait alors reposer sur deux catégories de mécanismes (Chesson, 2000). Les mécanismes stabilisants renforcent la régulation au sein de chaque population et limitent la croissance d’une espèce lorsqu’elle devient abondante, en augmentant la compétition intraspécifique. Les mécanismes égalisants réduisent les écarts de fitness entre compétiteurs et rendent moins probable l’exclusion d’une espèce par une autre. Ma thèse s’inscrit dans ce cadre et vise à explorer les mécanismes éco-évolutifs sous-jacents aux trajectoires de coexistence ou d’exclusion dans le temps et l’espace (en intégrant les niveaux intra- et inter- spécifiques).

Le modèle d’étude est une métacommunauté de gastéropodes d’eau douce invasifs (famille des Thiaridae) en Martinique, composée de deux espèces à reproduction majoritairement parthénogénétique, Melanoides tuberculata et Tarebia granifera, dont les différentes lignées clonales peuvent être identifiées grâce à la morphologie de leur coquille. Ce système est suivi depuis plus de vingt ans sur environ 180 sites (P. Jarne, P. David, JP. Pointier), dans un contexte caractérisé par une structuration spatiale et une hétérogénéité environnementale à différentes échelles, et des introductions multiples.

Deux questions structurent mon travail : (1) Quelles formes prennent, dans le temps et l’espace, les trajectoires de coexistence ou d’exclusion entre clones ou espèces proches ? (2) Quels mécanismes rendent possible la coexistence à long terme entre entités proches en compétition dans des environnements plus ou moins structurés ? Pour y répondre, ma thèse combine des suivis de terrain, des expérimentations en animalerie et de la modélisation. Je m’appuie notamment sur l’étude du rôle de la disponibilité alimentaire (biofilm) dans les rivières, de l’impact de la compétition intra- et interspécifique — en fonction de la fréquence et de la densité, sur plusieurs générations — sur la fitness des individus, et sur la diversité des traits d’histoire de vie aux échelles inter et intraspécifique.

English version

The competitive exclusion principle states that two entities exploiting the same resources in identical ways cannot coexist indefinitely: eventually, one will eliminate the other. Yet, in many natural systems, long-term coexistence of closely related species sharing similar niches is commonly observed. The persistence of biological diversity therefore raises questions about the mechanisms that allow such coexistence. These dynamics operate across multiple spatial and temporal scales and arise from both ecological and evolutionary processes: ecological interactions occur among individuals rather than among average species. Long-term coexistence may thus rely on two categories of mechanisms (Chesson, 2000). Stabilizing mechanisms strengthen within-population regulation and limit the growth of a species when it becomes abundant by increasing intraspecific competition. Equalizing mechanisms reduce fitness differences among competitors, making the exclusion of one species by another less likely. My PhD research fits within this framework and aims to explore the mechanisms underlying trajectories of coexistence or exclusion across time and space, from an eco-evolutionary perspective (integrating both intra- and interspecific levels).

The study system is a metacommunity of invasive freshwater gastropods (family Thiaridae) in Martinique, composed of two species that reproduce predominantly through parthenogenesis, Melanoides tuberculata and Tarebia granifera. Their different clonal lineages can be identified based on shell morphology. This system has been monitored for over twenty years across approximately 180 sites (P. Jarne, P. David, JP. Pointier), in a context characterized by spatial structure, environmental heterogeneity, and multiple introduction events.

Two main questions structure my research: (1) What forms do trajectories of coexistence or exclusion among clones or closely related species take across time and space? (2) Which mechanisms enable long-term coexistence among closely related competing entities in more or less structured environments? My PhD combines field surveys, laboratory experiments, and modeling. In particular, I investigate the role of food availability (biofilm) in rivers, the impact of intra- and interspecific competition—depending on frequency and density over multiple generations—on individual fitness, and the diversity of life-history traits at the inter and intraspecific scales.