Abstract: L’objectif de cette thèse est d’étudier les processus d’assemblage responsables de la structuration spatiale des communautés d’arbres à une échelle locale en forêt tropicale et plus particulièrement en Guyane française. L’utilisation de patrons spatiaux est répandue afin d’inférer les processus d’assemblage. L’hypothèse sous-jacente est que les patrons gardent une empreinte spatiale des différents processus. Cependant le lien patron-processus est controversé principalement car (i) différents processus peuvent conduire à des patrons similaires et (ii) la causalité n’est pas évidente du fait que de multiples processus interagissent dans l’espace et le temps et qu’ils peuvent avoir des signatures spatiales antagonistes ou confondues, pouvant masquer les effets de chacun sur le patron final étudié. C’est dans ce contexte que nous proposons une approche intégrative afin d’améliorer l’inférence des processus d’assemblage. Cette approche consiste dans un premier temps à étudier les distributions d’abondance et de performance des arbres dans une analyse espèce par espèce, afin de caractériser la distribution des espèces par rapport à leur niche. Cette approche consiste ensuite à tester l’implication des processus d’assemblage à partir de patrons de diversité au niveau de la communauté entière (i) en considérant les trois facettes de la diversité, (ii) à différentes échelles spatiales et (iii) en tenant compte de l’hétérogénéité environnementale qui structure une majorité d’espèces. L’étude de la distribution d’abondance face à l’altitude relative par rapport au cours d’eau le plus proche a permis de mettre en évidence une forte association d’habitat le long de ce gradient, pour la majorité des espèces communes. Comme le gradient d’altitude relative représente un proxy de l'hydrologie et de la fertilité des sols, la distribution contrastée des espèces le long de ce gradient altitudinal suggère l'importance du filtrage environnemental quant aux propriétés hydrologiques et chimiques des sols. Cependant, cette distribution d’abondance contrastée le long du gradient altitudinal ne concorde ni avec une distribution différentielle de performance face au même gradient ; ni avec une analyse significative des patrons de diversité fonctionnelle face à ce même gradient. L’importance du filtrage environnemental, face aux propriétés hydrologiques et chimiques des sols, est alors remise en cause. Enfin, nos résultats suggèrent que les distributions d’espèces puissent être influencées par la dynamique forestière en lien avec les chutes d’arbres et donc avec la disponibilité en lumière. Cette hypothèse est cohérente avec l’observation d’une forte association d’habitat le long du gradient d’altitude relative puisqu’il y a une plus forte fréquence de chute d’arbres dans les bas-fonds par rapport aux plateaux. De plus, l’importance de la limitation de dispersion mise en évidence sur ce site pourrait renforcer de tels patrons. Bien que l’on ait développé l’approche intégrative afin d’améliorer l’inférence des processus et qu’on l’ait validée via des patrons de diversité simulés, l’inférence n’est pas toujours évidente face à la complexité des écosystèmes étudiés.

Abstract: Les perturbations d’origine anthropique sont à l’origine de l’érosion de la biodiversité avec des conséquences sur la structure des communautés et pour le fonctionnement des écosystèmes. La vitesse de ces changements a stimulé de nombreuses recherches portant sur les effets de ces modifications sur la biodiversité des organismes et leurs propriétés fonctionnelles. En effet il a été montré que les traits des espèces sont plus importants que leur identité elle-même pour tenir compte de leurs rôles écologiques. Même si la majorité de ces travaux ont étudié la réponse des producteurs primaires sur les écosystèmes terrestres, la contribution d’autres organismes est toutefois essentielle pour maintenir un fonctionnement et une résilience des écosystèmes corrects. Les fourmis sont des organismes cibles intéressants pour étudier de telles modifications du fait de leur abondance et de leur dominance écologique. En effet elles ont une distribution cosmopolite et participent à de nombreuses fonctions dans l’écosystème terrestre. Elles sont également faciles à étudier et des méthodes d’échantillonnage standard existent. Bien que de nombreuses recherches aient démontré des modifications dans la composition spécifique des fourmis dans des gradients environnementaux, un nombre réduit d’entre elles ont étudié la contribution de ces organismes sur le fonctionnement des écosystèmes. De plus, les traits responsables de la stabilité des communautés de fourmis en réponse à ces modifications sont encore peu connus. Il est donc nécessaire de développer une méthodologie capable d‘identifier la participation des fourmis dans des processus écosystémiques permettant également de quantifier leur activité afin de comprendre comment ces organismes agissent sur les capacités de résistance et résilience des écosystèmes. Ainsi, cette thèse vise mettre en lumière i) en quoi la simplification des habitats liée aux activités humaines a des répercussions sur les communautés de fourmis, ii) quels sont les traits responsables du succès écologique d’une espèce ou de son déclin au sein d’un environnement donné, et iii) comment ces variations en composition spécifique impactent l’intensité de participation des fourmis aux processus écosystémiques

Abstract: Étant donné le risque d'extinction accru des niveaux trophiques supérieurs en réponse aux changements environnementaux, la compréhension des mécanismes qui déterminent l’importance des prédateurs dans les fonctions clés de l’écosystème est essentielle. Les broméliacées à réservoirs sont des plantes capables d’absorber une partie de l’azote recyclé par les communautés de micro et macro-organismes aquatiques qu’elles hébergent dans les réservoirs d’eau entre leurs feuilles. Ces plantes ont été utilisées comme habitat dans lesquelles nous avons recréé différentes configurations de communautés aquatiques. En serres, l’apport de proies terrestres enrichies en 15N a permis de déterminer quelle configuration de communauté permet le recyclage le plus rapide de l’azote, en utilisant les broméliacées comme « intégrateurs ». Au laboratoire, nous avons testé l’influence d’un prédateur chassant à l’interface eau-air sur la quantité de proies terrestres entrant dans l’ «écosystème broméliacée ». Nos résultats montrent que (i) les prédateurs chassant à l’interface eau-air ont permis une augmentation de l’entrée de nutriments allochtones, (ii) les micro-organismes ont joué un rôle essentiel dans le recyclage de cet l’azote, et (iii) les prédateurs ont permis d’accélérer ce recyclage, d’autant plus qu’ils sont restés longtemps dans la plante. Nos résultats donnent un aperçu des mécanismes qui peuvent déterminer l’importance des effets « top-down » et « bottom-up » sur le cycle des nutriments dans d’autres systèmes.