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Résumé scientifique (click here for english version)

Le changement climatique affecte les espèces végétales et animales de différentes manières, par exemple en modifiant leur aire de répartition et leur phénologie (i.e., date d’apparition des stades biologiques). Notre objectif est de comprendre comment la phénologie module la distribution spatiale des espèces dans le contexte du dérèglement climatique (hausse des températures et de leur variabilité). L’objectif appliqué est de prendre en compte la variabilité de la phénologie pour améliorer les méthodes de gestion. Notre espèce modèle est la processionnaire du pin, Thaumetopoea pityocampa, car son expansion est gouvernée par le changement climatique. Nous étudierons la phénologie sur le terrain dans la tâche 1. Ces données seront collectées sur des sites répartis dans différentes régions bioclimatiques françaises et nous les comparerons aux données des années 1970-1980. Nous collecterons aussi des données sur des gradients d’urbanisation pour déterminer l’effet des îlots de chaleur urbain. Nous chercherons aussi à déterminer le microclimat afin d’estimer précisément les températures auxquelles sont exposés les individus. Des individus (de précoces à tardifs) seront génotypés afin de déterminer s’ils proviennent de différentes populations car cela pourrait expliquer une plus grande variabilité de phénologie. D’autre part, nous mènerons des expériences en conditions contrôlées dans la tâche 2 afin de déterminer précisément l’effet des températures sur la vitesse de développement et les seuils thermiques de chaque stade biologique. Nous étudierons avec des approches RNA-seq si certains gènes sont sur- ou sous-exprimés chez les individus soumis à des stresses thermiques. Dans la tâche 3, nous développerons des modèles biophysiques pour décrire le microclimat, qui seront ensuite injectés dans un modèle phénologique lui-même calibré sur les données de la tâche 2 et validé sur les données de la tâche 1. Nous explorerons alors les effets en cascade que peut provoquer le dérèglement climatique en fonction de la perturbation du cycle phénologique et des contraintes thermiques spécifiques à chaque stade. Ce modèle phénologique sera ensuite intégré à un modèle expansion afin d’identifier précisément le rôle que peut jouer le changement climatique sur la distribution des espèces via un changement de phénologie. La tâche 4 sera dédiée à l’interaction avec la société : un réseau d’observateurs sera créé, une enquête sera réalisée sur les attentes de la société et une application smartphone sera développée pour que toute personne puisse reporter des données de phénologie de la processionnaire du pin. Ces données issues de la science participative permettront d’obtenir des informations sur la phénologie au-delà de nos sites d’étude. Enfin, une carte d’alerte en temps réel sera produite avec les prévisions météorologiques pour prévenir des risques d’urtication en fonction des stades biologiques à risque présents (i.e., pour protéger la santé humaine et animale) et pour mettre en place les méthodes de biocontrôle (i.e., pour protéger la santé végétale), s’il s’agit de la période optimale pour les déclencher. Ce projet a l’ambition de produire la toute première étude sur l’inter-relation entre phénologie et distribution des espèces dans le cadre du dérèglement climatique. Il repose à la fois sur des techniques scientifiques de pointe (e.g., modèle phénologique basé sur des courbes de performance, combinaison de modèle phénologique et modèle d’expansion, cartes de risque en temps réel, et trade-offs impliquant une différentiation dans l’expression des gènes suite à un stress thermique) ainsi que sur des techniques innovantes de terrain (e.g., réseau de piégeage automatiques connectés et application smartphone). Il a également une ambition appliquée importante avec des avancées sur le plan opérationnel (meilleure efficacité du biocontrôle) et il fera prendre conscience à la société des effets du changement climatique à l’échelle locale.