Ce chapitre a fait l’objet d’un article soumis à Functional Ecology sous la forme :
CateineM., Carol M. Frost C. M., Mattei J., Decaix L., Tchong-Fat T., Peresson L., Provost E., Jourdan H. Opposite impacts of two invasive ant species on seed dispersal function in a tropical island biodiversity hotspot.
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1. Résumé
Les perturbations anthropiques et les invasions biologiques ont des répercussions majeures sur les interactions écologiques, en particulier dans les îles, qui ont souvent une flore et une faune disharmoniques. La Nouvelle-Calédonie est un hot spot de biodiversité menacé par les feux de brousse, les activités minières et les espèces envahissantes. Dans cette région, la myrmécochorie peut être importante pour la promotion de la régénération forestière. Nous avons étudié la dispersion de graines myrmécochores d’Acacia spirorbis et Lepidosperma perteres par les fourmis dans deux environnements altérés par l’activité humaine : le maquis pionnier et les lisières de forêt. Nous avons comparé ces dispersions entre des sites non envahis et des sites envahis par deux fourmis invasives majeures : Wasmannia auropunctata et Solenopsis geminata. Nous avons d’abord testé la préférence pour les graines portant des élaïosomes par rapport à des graines sans élaïosome pour les deux fourmis introduite ainsi que pour une fourmi endémique dominante des maquis Polyrhachis guerini. Puis nous avons observé la dispersion des graines d’A. spirorbis et L. perteres dans les maquis pionniers et les lisières en mesurant les taux de dispersion, le devenir des graines, les distances de dispersion, la direction et les consommations. Nous avons constaté que plusieurs fourmis indigènes dispersent les graines myrmécochores. Les préférences sont similaires entre S.
geminata et P. guerini mais l’invasive présente un meilleur taux de dispersion et sur de plus grandes distances qu’escompté. Les taux de dispersion sont meilleurs en lisière lorsque S. geminata est présente. En revanche, W. auropunctata vide les écosystèmes de leur entomofaune, est une mauvaise disséminatrice avec beaucoup de consommations d’élaïosome et peu de dispersions de graines ou sur des distances très courtes et avec beaucoup de pertes. Notre étude montre que, dans notre contexte, l’impact de deux fourmis envahissantes sur la myrmécochorie peut varier considérablement. La gestion des fourmis invasives dans ces types d’environnements doit tenir compte de tous leurs impacts, même ceux de facilitation des espèces indigènes.
Mots-clés : Lisières, espèces envahissantes, maquis pionnier, myrmécochorie, Nouvelle Calédonie, dispersion de graines, Solenopsis geminata, Wasmannia auropunctata.
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2. Abstract
Anthropogenic disturbances and biological invasions can have huge impacts on ecological interactions, particularly on islands, which often have depauperate and disharmonic flora and fauna. New Caledonia is a biodiversity hotspot threatened by bush fires, mining activity, and invasive species. In this region, myrmecochory (dispersal of seeds bearing food rewards by ants), may be important in promoting forest regeneration, though this ecosystem function is probably disrupted by invasive ant species. We investigated whether myrmecochory indeed occurs in New Caledonia, focusing on two altered habitat types of interest for restoration: maquis shrubland and forest edge. As well, we quantitatively compared ant seed dispersal activity between sites invaded or uninvaded by two major invasive ants: Wasmannia auropunctata and Solenopsis
geminata. We first tested seed preferences of the two invasive species and an endemic
dominant ant Polyrhachis guerini. We then observed the dispersal of two seed types in maquis, and one in forest edges, and measured disperser identities, dispersal rates, seed fates, dispersal distances, direction and consumption events. We found that several native ants dispersed seeds in both habitat types. Invasive S. geminata was better at dispersing seeds than native P. guerini, and spread seeds over greater distances than expected. On the other hand, invasive W. auropunctata, in addition to emptying the environments it occupied, was a very poor seed disperser with few seeds dispersed, and those over very short distances. Finally, in forest edges ants largely moved seeds from forest edges toward interiors, suggesting that myrmecochory might not greatly promote forest regeneration in this system. In highly disturbed environments, the impacts of invasive ants on seed dispersal can vary widely, ranging from positive to negative, and from direct interactions with seeds to effects on native species’ interactions with seeds. Management of invasive species should therefore take into account the full range of impacts, including facilitation of indigenous species.
Key-words: Habitat edges, invasive species, maquis shrubland, myrmecochory, New Caledonia, seed dispersal, Solenopsis geminata, Wasmannia auropunctata.
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3. Introduction
The current biodiversity loss crisis (Ceballos et al., 2015; Régnier et al., 2015) is partly due to biological invasions, which are facilitated by the development of trade and tourism at a global scale (Lenda et al., 2014; Gotzek et al., 2015). Studies on the effects of biodiversity loss have mainly focused on loss of species, yet another aspect of species loss often forgotten is the extinction of ecological interactions (Valiente-Banuet et al., 2015). Increasingly studies are suggesting that interactions between organisms should be of even greater conservation concern than species alone (Traveset and Richardson, 2006; Kaiser-Bunbury et al., 2010). Ants are considered to be a keystone group in most ecosystems, especially in the tropics, mostly because of their interactions with other species (Wilson and Hölldobler, 2005). They play an important role in the dynamics of plant communities (Arnan et al., 2010), including through seed dispersal by myrmecochory (Del Toro et al., 2012). Myrmecochory is a globally important ecosystem function, as it concerns 4.5% of angiosperms species (Lengyel et al., 2009, 2010). These plants have evolved to produce a lipid rich structure, or “elaiosome” on their seeds, with a composition attractive to ants (oleic and linoleic acid), which stimulates ants to carry seeds with elaiosomes back to their nests (Lanza et al., 1992; Reifenrath et al., 2012). If these seeds are not lost during their carriage, ants feed their larvae the elaiosomes, then store the seeds in a landfill or discharge them out of the nest. Myrmecochory is most common on infertile soils of the Australian region (Milewski and Bond, 1982; Westoby et