Description du sujet de thèse

Les insectes pollinisateurs, comme les abeilles, assurent un service écosystémique majeur qu’il nous faut préserver. En se déplaçant de fleur en fleur, ces insectes assurent la reproduction des plantes, un phénomène vital pour le fonctionnement de nos écosystèmes terrestres. Malgré un plus d’un siècle de recherches sur le comportement des abeilles, on sait encore très mal comment ces insectes se déplacent et interagissent dans les paysages (Collett et al. 2013). Comprendre ces comportements est nécessaire pour comprendre la pollinisation et agir dessus. La difficulté première est de mesurer les déplacements de ces petits animaux (quelques centimètres) qui peuvent parcourir plusieurs kilomètres pour visiter des centaines de fleurs, et ceci plusieurs par jours, pendant plusieurs semaines. Au cours des dernières années, des systèmes radars ont été proposés pour localiser un insecte à la fois, en 2D, sur plusieurs centaines de mètres (Reynolds et al. 1996 ; Capaldi et al. 2000 ; Lihoreau et al. 2012 ; Brebner et al. 2021). Bien qu’il s’agisse d’une première étape importante, il reste le défi majeur de suivre plusieurs insectes à la fois en 3D.

L’objectif de la thèse est de tester un système de suivi de trajectoires de plusieurs insectes à la fois en 3D et sur le terrain grâce à des radars harmoniques. Pour ce faire, la thèse combinera des développements techniques à partir de prototypes de radars existants, et des expérimentations de terrain pour valider le système avec des insectes pollinisateurs (notamment des abeilles et des bourdons).

Références

Brebner JS, Makinson JC, Bates OK, Rossi N, Lim KS, Dubois T, Gomez-Moracho T, Lihoreau M, Chittka L, Woodgate JL (2021) Bumble bees strategically use ground level linear features in navigation. Animal Behaviour 179:147-160.

Capaldi EA, Smith AD, Osborne JL, Fahrbach SE, Farris SM, Reynolds DR, Edwards AS, Martin A, Robinson GE, Poppy GM, Riley JR (2000) Ontogeny of orientation flight in the honeybee revealed by harmonic radar. Nature 403:537-540.

Collett M, Chittka L, Collett TS (2013) Spatial memory in insect navigation. Current Biology 23: R789-R800.

Lihoreau M, Raine NE, Reynolds AM, Stelzer RJ, Lim KS, Smith AD, Osborne JL, Chittka L. Radar tracking and motion-sensitive cameras on flowers reveal the development of pollinator multi-destination routes over large spatial scales. PloS Biology 10: e1001392.

Riley JR, Smith AD, Reynolds DR, Edwards AS, Osborne JL, Williams IH, Carreck NL, Poppy GM (1996) tracking bees with harmonic radar. Nature 379:29-30.

Contexte de travail

Ce travail s’intégrera dans le projet ERC Bee-Move (doi :10.3030/101002644) qui est une collaboration entre deux laboratoires toulousains : les Centre de Recherche sur la Cognition Animale (CRCA) et le Laboratoire d’Analyse et d’Architecture des Systèmes (LAAS CNRS). Le ou la candidate intégrera donc une équipe internationale et interdisciplinaire (ingénierie électronique, biologie computationnelle, éthologie, écologie) visant à comprendre les déplacements des pollinisateurs et leurs conséquences sur la reproduction des plantes. Les travaux seront réalisés sous l’encadrement de Mathieu Lihoreau (DR CNRS - CRCA) et Hervé Aubert (Prof – LAAS-CNRS).

Contraintes et risques

- travail de terrain occasionnel
- risque de piqûre faible mais existant au contact des insectes

Informations complémentaires

http://www.mathieu-lihoreau.com/bee-move/