L'objectif général de cette thèse est de comprendre les effets écologiques et évolutifs de la température sur les espèces ressources et consommatrices et leurs interactions. Cela permettra d'améliorer la prédiction des changements de température sur la dynamique des communautés pour nous aider à mieux prévoir les conséquences de différents scénarios de réchauffement climatique. Pour ce faire, cette thèse est organisée en 4 chapitres, chacun abordant les dépendances thermiques, et les réponses évolutives, des différents paramètres constitutifs des modèles consommation-ressource. Dans le chapitre 1, j'explore les dépendances thermiques du paramètre `f` appelé effet du consommateur sur la ressource en mesurant l'effet de la température sur la force d'interaction et l'équilibre entre gain et perte d'énergie de deux paires consommateur-ressource. Dans le chapitre 2, je vise à comprendre les réponses évolutives de `f`, mesurées à nouveau comme force d'interaction, en conjonction avec les bilans énergétiques pour les populations de consommateurs et de ressources qui ont subi une exposition à long terme (c'est-à-dire 13 ans) au réchauffement expérimental. Dans le chapitre 3, j'examine les réponses écologiques et évolutives du taux de croissance des ressources, r, de l'acquisition des nutriments et de sa capacité de charge, K, à travers un gradient de température en utilisant des populations contrastées de deux espèces ressources qui diffèrent dans leur histoire de fond thermique. Dans le chapitre 4, j'étudie les dépendances thermiques de la mortalité chez les consommateurs, mesurées en tant que taux de survie sur deux échelles temporelles, lors d'expositions aiguës et permanentes à la température. De plus, dans ce chapitre, j'évalue si les changements dans les caractéristiques démographiques (par exemple, la fécondité) présentaient une relation compensatoire qui expliquait les différences observées dans la survie entre les populations non évoluées et évoluées du consommateur à travers les températures. Les chapitres 1 et 2 se sont concentrés sur les ressources, les consommateurs et leur interaction, et les chapitres 3 et 4 sur les ressources et les consommateurs respectivement. Alors que le premier chapitre ne considère que les réponses écologiques au réchauffement, les chapitres restants considèrent à la fois les réponses écologiques et évolutives aux changements de température. Ici, j'utilise une approche empirique utilisant différentes populations d'espèces collectées et isolées de deux communautés d'eau douce semi-naturelles qui diffèrent dans leurs histoires thermiques à long terme.
En résumé, dans cette thèse, j'ai montré que nous pouvons passer à l'échelle des réponses physiologiques des espèces pour améliorer notre compréhension des effets du réchauffement sur les interactions entre espèces. De plus, cette approche peut fournir des informations sur les conséquences de l'évolution sur les interactions entre les espèces par le biais de modifications de leur physiologie. Enfin, j'ai démontré que pour une compréhension plus complète, nous devons considérer comment les compromis et la compensation tout au long de la vie d'un organisme peuvent soit contraindre, soit permettre des réponses évolutives à la température, influençant finalement les réponses des espèces et des communautés au réchauffement climatique. |
The general objective of this PhD thesis is to understand the ecological and evolutionary effects of temperature on both resource and consumer species and their interactions. This will allow for improved prediction of temperature changes to community dynamics to help us to better forecast the consequences of different climatic warming scenarios. To do so, this thesis is organised in 4 chapters, each addressing thermal dependencies, and evolutionary responses, of different constituent parameters of consumer-resource models. In chapter 1, I explore the thermal dependencies of the parameter `f` referred to as the effect of the consumer on the resource by measuring the effect of temperature on the interaction strength and the balance between energy gain and loss of two consumer-resource pairs. In chapter 2, I aim to understand evolutionary responses of `f`, measured again as interaction strength, in conjunction with the energetic balances for populations of consumers and resources that have experienced long-term (i.e., 13 years) exposure to experimental warming. In chapter 3, I examine ecological and evolutionary responses of resource growth rate, r, nutrient acquisition, and its carrying capacity, K, across a temperature gradient using contrasting populations of two resource species that differ in their thermal background history. In chapter 4, I investigate thermal dependencies of mortality in consumers, measured as survival rates across two temporal scales, in acute and life-long exposures to temperature. In addition, in this chapter I evaluate whether changes in demographic traits (e.g., fecundity) exhibited a compensatory relationship that explained differences observed in survival between unevolved and evolved populations of the consumer across temperatures. Chapter 1 and 2 focused on resources, consumers, and their interaction, and Chapter 3 and 4 on resources and consumers respectively. While the first chapter only considers ecological responses to warming, the remaining chapters consider both ecological and evolutionary responses to changing temperatures. Here, I use an empirical approach employing different populations of species collected and isolated from two semi-natural freshwater communities that differed in their long-term thermal histories.
In this thesis I showed that we can scale up from physiological responses of species to improve our understanding of warming effects on species interactions. Additionally, this approach can provide insights about the consequences of evolution on interactions among species through changes to their physiology. Finally, I demonstrated that for a more complete understanding we need to consider how trade-offs and compensation across the life history of an organism can either constrain or enable evolutionary responses to temperature, ultimately influencing the responses of species and communities to climate warming. |