Approche biogéographique et fonctionnelle des communautés de macroinvertébrés benthiques des cours d’eau tropicaux insulaires des Caraïbes - Ecole Nationale des Travaux Publics de l'Etat Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2022

Biogeographical and functional approach of the benthic macroinvertebrate communities of the Caribbean tropical island streams

Approche biogéographique et fonctionnelle des communautés de macroinvertébrés benthiques des cours d’eau tropicaux insulaires des Caraïbes

Résumé

Resulting mainly from volcanic eruptions and from distinct geological periods, the tropical Caribbean islands are characterized by a heterogeneous relief that influences precipitation and temperature regimes and the supply of hydrographic networks. Because of this, and because of its position at the crossroads of influences from the 3 American mainlands, the Caribbean is a model for studies of biogeography and community ecology. To the north, Hispaniola Island, of which Haiti occupies the western part, has the greatest topographic heterogeneity in the entire Caribbean. 75% of its area is made up of mountains resulting in variability in precipitation and temperature regimes and leading to a diversity of microclimates favourable to biodiversity and endemism. Haiti has 9 ecological zones, the most important of which is the Reserve Biosphere de la Hotte (RBH), which is the largest biodiversity hotspot in the Caribbean and the largest center of amphibian endemism. Studies on the fauna of Haiti have mainly focused on vertebrates, while invertebrates, especially living in aquatic environments, have been little studied in Haiti, which nevertheless has an important hydrographic network. In this context, this thesis aims to: (1) provide a database of 4 orders of insects (Odonata, Coleoptera, Trichoptera, Ephemeroptera) present in the Caribbean and of 3 taxonomic groups (Insects, Crustaceans, Molluscs) on the island of Hispaniola (RBH) and to assess the contribution of climate, geographical, geological and topographical variables on endemism, richness and specific composition of insects considering their dispersal capacity; (2) determine the effects of differences in local environmental conditions related to the variable exposure of rivers in the RBH to variations in precipitation on the abundance, taxonomic richness and functioning of benthic macroinvertebrate communities; (3) analyse the diets of the main families of macroinvertebrates sampled by quantifying the items of their gut contents and measuring their mouthparts Our results show that the 4 orders of insects have high species richness (1,027 species) and endemism (>60%), which are influenced by the area, climate diversity and age of end of emergence of the islands. Below a certain threshold, the area of the island no longer affects the species richness of Trichoptera and Ephemeroptera, indicating a “small island effect”. In addition, the distance of the islands from the mainlands has only a marginal effect on the richness and the 2 orders demonstrate high endemism of. Greater exposure to precipitation variations induces a decrease in abundance and taxonomic richness but an increase in functional diversity. These differences in exposure are also accompanied by differences in the taxonomic composition between more and less exposed rivers. High exposure may induce substrate instability and modify the production-respiration balance in favour of heterotrophy. Despite the low taxonomic resolution used, the upstream-downstream difference in communities is materialized at the functional level by a dominance of consumers of FPOM and microphytes downstream. But, in general, the collectors of organic matter dominate the rivers. Finally, the variability in the types of food ingested and in the size of the mouthparts between families and between individuals belonging to Caenidae and Hydropsychidae suggests a possible ontogenetic change in their diet and probably opportunism.
Issues en majorité d’éruptions volcaniques et à des périodes géologiques distinctes, les îles tropicales caribéennes sont caractérisées par une hétérogénéité de relief qui influence les régimes de précipitation et de température et l’alimentation des réseaux hydrographiques. De ce fait, et en raison de leur position au carrefour des influences des 3 continents américains, les Caraïbes sont un modèle pour les études de biogéographie et d’écologie des communautés. Au nord, l’île Hispaniola, dont Haïti occupe la partie occidentale, détient la plus grande hétérogénéité topographique de toutes les Caraïbes. 75% de sa superficie est constituée de montagnes entraînant une variabilité dans les régimes de précipitation et de température et conduisant à une diversité de microclimats favorables à la biodiversité et à l’endémisme. Haïti comporte 9 zones écologiques dont la plus importante est la Réserve Biosphère de la Hotte (RBH) qui constitue le plus important hot spot de biodiversité des Caraïbes et le plus grand centre d’endémisme en Amphibiens. Les études sur la faune d’Haïti se sont essentiellement concentrées sur les Vertébrés alors que les Invertébrés notamment ceux vivant en milieu aquatique ont été peu étudiés alors que le pays détient un réseau hydrographique important. Dans ce contexte, cette thèse vise à : (1) produire une base de données de 4 ordres d’insectes (Odonates, Coléoptères, Trichoptères, Ephéméroptères) présents en Caraïbes et de 3 groupes taxonomiques (Insectes, Crustacés, Mollusques) sur l'île d’Hispaniola (RBH) et à évaluer la contribution des variables climatiques, géographiques, géologiques et topographiques sur l’endémisme, la richesse et la composition spécifique des insectes en tenant compte de leur capacité de dispersion ; (2) déterminer les effets des différences de conditions environnementales locales liées à l’exposition variable des rivières de la RBH aux variations de précipitations sur l’abondance, la richesse taxonomique et le fonctionnement des communautés de macroinvertébrés benthiques ; (3) analyser les régimes alimentaires des principales familles de macroinvertébrés échantillonnées par la quantification des items de leur contenu intestinal et la mesure de leurs pièces buccales. Nos résultats montrent que les 4 ordres d’insectes détiennent une richesse spécifique (1 027 espèces) et un endémisme (>60%) élevés, lesquels sont influencés par la superficie, la diversité climatique et l’âge de fin d’émergence des îles. En dessous d’un certain seuil, la superficie de l'île ne joue plus sur la richesse des Trichoptères et des Ephéméroptères indiquant un “effet des petites îles” alors que la distance des îles par rapport aux continents a un effet marginal seulement sur la richesse et l’endémisme élevé de ces 2 ordres. Une plus forte exposition des rivières aux variations de précipitations induit une diminution d’abondance et de richesse taxonomique mais une augmentation de diversité fonctionnelle. Ces différences d’exposition s’accompagnent également de différences dans la composition taxonomique entre rivières plus et moins exposées. Elles sont susceptibles d’induire de l'instabilité du substrat et de modifier la balance production-respiration en faveur de l’hétérotrophie. Malgré la faible résolution taxonomique utilisée, la différence amont-aval des communautés se matérialise au niveau fonctionnel par une dominance des consommateurs de FPOM et des microphytes à l’aval. Mais de manière générale, les collecteurs de matière organique dominent les rivières. La variabilité des types d'aliments ingérés et de la taille des pièces buccales entre familles et entre individus appartenant aux Caenidae et aux Hydropsychidae suggèrent un possible changement ontogénétique dans leur régime alimentaire et probablement de l’opportunisme.
Fichier principal
Vignette du fichier
TH2022CINEASCHEVELIE.pdf (15.69 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04047006 , version 1 (27-03-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04047006 , version 1

Citer

Chevelie Cineas. Approche biogéographique et fonctionnelle des communautés de macroinvertébrés benthiques des cours d’eau tropicaux insulaires des Caraïbes. Ecologie, Environnement. Université Claude Bernard - Lyon I; Université d'Etat d'Haïti, 2022. Français. ⟨NNT : 2022LYO10022⟩. ⟨tel-04047006⟩
120 Consultations
54 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More