Analyse ontogénique des conséquences de la perturbation anthropique du mutualisme fourmi-plante sur la dynamique des populations de Khaya senegalensis au Bénin

Abstract

Le maintien des interactions entre les espèces est fondamental pour la conservation durable de la diversité biologique. Les perturbations anthropiques chroniques, en modifiant les interactions bénéfiques entre espèces, peuvent directement limiter la coexistence des espèces et réduire la biodiversité. Notre compréhension des conséquences d'une telle perturbation du mutualisme au niveau de la population est limitée car la plupart des modèles ne mesurent pas la réponse des populations tout au long de l'ontogenèse. En Afrique de l'Ouest, les fourmis tresseuses (Oecophylla longinoda) défendent les acajous d'Afrique (Khaya senegalensis) contre les foreurs de tiges (Hypsipyla robusta), et elles bénéficient en retour de l'habitat (des feuilles pour faire leurs nids) et du miellat des cochenilles trouvés sur les nouvelles branches. L’émondage fréquent des branches et du feuillage de l’acajou africain par les peulhs a conduit à la perturbation de ces relations mutualistes. Dans cette étude, des données démographiques d'une étude de quatre années (2013 - 2016) sur les acajous d’Afrique et leurs fourmis tresseuses ont été utilisées pour paramétrer un modèle de projection intégral (IPM) dépendant de la taille qui intègre le nombre de nids de fourmis tresseuses en tant que variable aléatoire au niveau de l'arbre et le taux d’émondage. Ce modèle a permis de faire une analyse approfondie de l'impact de la réduction du nombre de nids de fourmis tresseuses sur la démographie et la dynamique à long terme des populations de K. senegalensis ; et de comprendre l'effet indirect de l’exploitation non-létale des arbres par les exploitants sur la productivité en fruit et la dynamique à long terme au-delà de la réduction directe du feuillage photosynthétique qui est prélevé par les éleveurs peulhs. Le modèle a montré que la réduction du nombre de nids de fourmis tresseuses a un effet positif sur la probabilité de fructification et le nombre de fruit produit par adultes de K. senegalensis, mais un effet négatif significatif sur la survie des individus. L'émondage fréquent a un effet positif négligeable sur la probabilité de fructification et le nombre de fruit produit par adultes. Les simulations suggèrent également que le mutualisme entre les fourmis tresseuses et K. senegalensis peut avoir un impact positif sur la dynamique des populations à long terme, mais cet impact est négligeable. Cependant, ces résultats indiquent de même que l’émondage a un impact positif négligeable sur la dynamique à long terme de K. senegalensis. Ces résultats démontrent l’intérêt de mener des études à long terme allant au-delà des quatre années d’étude sur les mécanismes expliquant les défenses chimiques, les impacts de la composition de la communauté de plante lié à ce mutualisme pour la gestion et conservation durable des populations de ces espèces qui sont en voie de disparition aujourd’hui dans nos forêts et en particulier dans les aires protégées.

Maintaining interactions between species is fundamental for the sustainable conservation of biological diversity. Chronic anthropogenic disturbances, by disruption beneficial interactions between species, can directly limit the coexistence of species and reduce biodiversity. Our understanding of the consequences of such disruption of mutualism at the population level is limited because we often fail to model the response of populations across ontogeny. In West Africa, weaver ants (Oecophylla longinoda) defend African mahogany trees (Khaya senegalensis) from shoot borers (Hypsipyla Robusta), and they receive in return habitat (leaves to make their nests) and honeydew from scale insects found on new branches. Heavy and frequent branch and foliage pruning of African Mahogany by Fulani people has led to the disruption of such mutualistic relationships. I used demographic data from four years (2013 -2016) study of African Mahogany trees and their weaver ants to parametrize an integral projection model which integrates the number of dead and alive weaver ant nests as an individual tree level random variable. This model allowed an in-depth analysis of the whole life cycle impact of the reduction in the number of weaver ants nests on the demography and the population dynamics of African Mahogany. This model also allowed to understand the indirect effect of non-lethal trees harvesting by people on their productivity and dynamics beyond the direct reduction of photosynthesizing foliage which are removed by harvesters. The model showed that reducing the number of braider ant nests had a positive effect on the probability of fruiting and the number of fruits produced by K. senegalensis adults, but a significant negative effect on the survival of individuals. Frequent pruning has a negligible positive effect on the probability of fruiting and the number of fruits produced per adult. Simulations also suggest that mutualism between weaver ants and K. senegalensis may have a positive impact on long-term population dynamics, but this impact is negligible. However, these results also indicate that pruning has a negligible positive impact on the long-term dynamics of K. senegalensis. These results demonstrate the interest in carrying out long-term studies going beyond the four years of study on the mechanisms leading to chemical defenses, the impacts of the composition of the plant community linked to this mutualism for management and conservation. sustainable populations of these species which are endangered today in our forests and in particular in protected areas.