Offre de thèse : rôle de l'olfaction et de la plasticité alimentaire dans l'exploitation des ressources trophiques par les carabes en lien avec la régulation des bioagresseurs des cultures

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Présentation INRAE

L’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE) est un établissement public de recherche rassemblant une communauté de travail de 12 000 personnes, avec 272 unités de recherche, de service et expérimentales, implantées dans 18 centres sur toute la France. INRAE se positionne parmi les tout premiers leaders mondiaux en sciences agricoles et alimentaires, en sciences du végétal et de l’animal. Ses recherches visent à construire des solutions pour des agricultures multi-performantes, une alimentation de qualité et une gestion durable des ressources et des écosystèmes.

L'unité de recherche IGEPP (Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes) répond à des enjeux sociétaux majeurs en agronomie, en oeuvrant pour une agriculture plus économe en engrais et pesticides, tout en préservant et valorisant la biodiversité. Vous intégrerez l’équipe Écologie et Génétique des Insectes (EGI), qui se concentre plus spécifiquement sur (i) la description et la compréhension des réseaux d’interactions entre insectes phytophages, plantes hôtes, ennemis naturels et microbiotes associés ; (ii) l’identification des mécanismes écologiques, évolutifs et moléculaires sous-tendant certains traits adaptatifs d’insectes phytophages et de leurs ennemis naturels ayant un fort impact agronomique ; (iii) l’évaluation et la prévision de l’influence des paysages et des pratiques agricoles sur les populations et communautés d’insectes des agroécosystèmes ; et (iv) le développement de stratégies durables fondées sur la gestion intégrée des ravageurs et la lutte biologique.

Environnement de travail, missions et activités

Dans un objectif de réduction de l’usage des intrants chimiques, le contrôle biologique constitue un service écosystémique clé pour limiter les dégâts causés par les bioagresseurs et réduire le recours aux pesticides. Ce service peut être renforcé par la conservation d'auxiliaires naturellement présents dans les parcelles, comme les carabes. Ces prédateurs diversifiés et abondants contribuent à la régulation des ravageurs de culture ainsi que des adventices par la consommation des graines. Si l’effet des pratiques agricoles et du paysage sur les communautés de carabes et leur efficacité est bien documenté, le rôle du contexte biotique (diversité des proies, interactions intra-guilde, compétition) reste encore peu étudié. En particulier, l’étude des comportements de recherche et de sélection alimentaire des carabes est essentielle pour mieux comprendre leur contribution au contrôle biologique dans les systèmes agricoles.
Une part importante des espèces de carabes adultes sont des prédateurs généralistes capables de consommer diverses proies, incluant des bioagresseurs des cultures (insectes ravageurs, mollusques, graines adventices). Leurs régimes alimentaires sont présumés couvrir un spectre allant de granivore à omnivore et à carnivore strict. Ils sont de ce fait largement reconnus comme utiles au service de régulation biologique. Pourtant les carabes consomment aussi des proies neutres et des auxiliaires de culture (ex. autres prédateurs, vers de terre, arthropodes détritivores) qui constituent des alternatives alimentaires. Leur préférence alimentaire est très vraisemblablement dictée par la disponibilité ou la profitabilité des ressources exploitables et par leurs propres besoins physiologiques. Les choix opérés lorsque plusieurs proies coexistent moduleraient indirectement le contrôle biologique exercé aux dépends des bioagresseurs. Notre connaissance limitée des stratégies d'exploitation des ressources trophiques par les carabes – notamment leur capacité à localiser et à sélectionner certaines ressources – freine aujourd’hui la prédiction de leur efficacité de régulation biologique. L’essor des outils moléculaires permet cependant d’identifier plus
précisément les proies consommées au champ, offrant de nouvelles perspectives pour comprendre leur flexibilité alimentaire, qu’il s’agisse de la consommation de bioagresseurs, de compétiteurs ou de fournisseurs d'autres services.
La capacité des carabes à percevoir différentes ressources trophiques dans leur environnement et leur faculté à ajuster leur comportement de recherche et d’exploitation de ces ressources (adaptive foraging) restent encore peu documentées. L'olfaction semble jouer un rôle clé pour détecter des graines ou des proies animales. Toutefois, on ignore encore si l’olfaction intervient dans le choix entre plusieurs ressources disponibles simultanément (ravageurs, graines d’adventices, collemboles, etc.). De plus, aucune étude d’électrophysiologie n’a encore identifié les composés organiques volatils réellement perçus par les carabes au niveau antennaire. La présence ou la simple perception d’une proie alternative – notamment via ses odeurs – pourrait induire des changements comportementaux significatifs, influençant les choix alimentaires des carabes. Par exemple, la détection d'une proie alternative pourrait réduire la consommation d’un bioagresseur moins profitable, moins abondant ou moins accessible.
Le projet de thèse vise à approfondir notre compréhension des stratégies d’exploitation des ressources trophiques par les carabes. En particulier, nous évaluerons la compétition indirecte pouvant exister entre différentes ressources : les ravageurs (ex. les pucerons), les graines d’adventices et des proies alternatives (ex. collemboles, araignées), qui sont simultanément présentes au champ et consommées par les carabes. Dans l’hypothèse d’une stratégie d’exploitation des ressources médiée par les odeurs chez les carabes, mais variant selon l’espèce, le régime alimentaire (de carnivore strict à granivore) et le statut individuel (sexe, taille, âge, satiété, expérience), la thèse traitera 3 questions principales qui feront l’objet de trois volets de la thèse :
• Volet 1 : Comment les variations spatio-temporelles des ressources trophiques affectent-elles la sélection alimentaire et la prédation au champ chez une diversité de carabes ? Ce volet 1 (2025-2026) vise à évaluer la flexibilité alimentaire des carabes, de l’échelle spécifique à celle de la communauté, par l’analyse de données déjà acquises dans 60 parcelles de céréales à travers l’Europe (projet BioAware). Le volet 1 s'appuiera sur l’analyse des données moléculaires PCR multiplex révélant les proies consommées par les carabes au champ et des données de disponibilité de ces proies.
• Volet 2 : Quel rôle joue l’olfaction dans la sélection de différents types de ressource alimentaire et quels composés organiques volatils sont impliqués ? Ce volet 2 (2026-2027) a pour objectif d’étudier le rôle de l’olfaction dans la perception, la localisation et la sélection des ressources trophiques par les carabes. Nous caractériserons (i) les composés organiques volatils (COV) émis par différents types de ressource, puis nous identifierons (ii) les mélanges d’odeurs ou les composés individuels perçus par les carabes, et (iii) nous évaluerons l’importance de ces odeurs pour localiser et choisir leurs ressources. Le volet 2 mobilisera la chimie analytique pour caractériser les COVs, l'électroantennographie pour évaluer la perception antennaire des odeurs et l'olfactométrie pour évaluer la réponse comportementale des carabes vis-à-vis des odeurs.
• Volet 3 : La perception de proies alternatives modifie-t-elle le comportement alimentaire et affecte-t-elle le contrôle des bioagresseurs exercé par les carabes ? Ce volet 3 (2027-2028) s’intéressera à la compétition entre types de ressource alimentaire chez différentes espèces de carabes. Par expérimentation en conditions contrôlées, nous étudierons comment l'odeur et/ou la présence effective d'une proie alternative affecte la prédation d’un bioagresseur (insectes ravageur ou graine adventice) et donc le service de régulation biologique. Le volet 3 s'appuiera sur l’analyse du comportement des carabes (observation directe et analyse de tracking vidéo) en situation de choix/non choix de ressources.

Ecole doctorale : Végétal, Animal, Aliment, Mer, Environnement (VAAME) n°642

Formations et compétences recherchées

Nous recherchons un.e étudiant.e motivé.e par un travail de recherche en Ecologie des insectes avec de bonnes connaissances en Ecologie animale, Biologie des populations ou Chimie appliquée aux systèmes biologiques.
◾ Formation recommandée : Etudiant.e titulaire d’un diplôme de niveau Master 2 / diplôme d'ingénieur en écologie ou agronomie.
◾ Connaissances souhaitées :
- Connaissances de base sur les interactions plantes-insectes et insectes-insectes ;
- Connaissances sur l’écologie chimique et l’étude du comportement des insectes et sur les méthodes associées (ex : électroantennographie, olfactométrie) ;
- Connaissances sur le fonctionnement des réseaux trophiques et les services écosystémiques de régulation naturelle.

◾ Compétences spécifiques recherchées :
- Recherche bibliographique ;
- Bonne compétence dans le traitement des données et l’utilisation du logiciel R.
◾ Compétences transversales recherchées :
- Recherche bibliographique ;
- Bonnes aptitudes en anglais (collaboration internationale envisagée) ;
- Bonnes aptitudes à présenter et synthétiser des travaux ;
- Bonnes capacités de rédaction.

Le·la candidat·e devra faire preuve d’autonomie et être force de proposition ; il·elle réalisera notamment des expérimentations en laboratoire de manière indépendante. Le·la candidat·e devra faire preuve de rigueur, d’esprit d’analyse et être réfléchi·e et patient·e. Il·Elle aura la volonté de se former en interne aux méthodes en écologie chimique et en écologie comportementale. Il·Elle devra également avoir de bonnes capacités d’intégration au sein de l’équipe de recherche, travailler en collaboration avec ses collègues et participer à l’encadrement des stagiaires.
Ce sujet de thèse est financé par le projet PARSADA ARDECO et par l’Institut Agro Rennes-Angers. Le·a doctorant·e sera basé·e à Angers sur le site de l’Institut Agro Rennes-Angers. La thèse sera dirigée par Bruno Jaloux et Anne-Marie Cortesero, et co-encadrée par Benjamin Carbonne. Le·La doctorant·e bénéficiera de l’aide d’un technicien pour les élevages d’insectes.

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Votre qualité de vie à INRAE

En rejoignant INRAE, vous bénéficiez (selon le type de contrat et sa durée) :

-  jusqu'à 30 jours de congés + 15 RTT par an (pour un temps plein)
- d'un soutien à la parentalité : CESU garde d'enfants, prestations pour les loisirs ;
- de dispositifs de développement des compétences : formation, conseil en orientation professionnelle ;
- d'un accompagnement social : conseil et écoute, aides et prêts sociaux ;
- de prestations vacances et loisirs : chèque-vacances, hébergements à tarif préférentiel ;
- d'activités sportives et culturelles ;
- d'une restauration collective.

Modalités pour postuler

• Modalités pour postuler :

Veuillez fournir : (1) une lettre de motivation avec un exposé des intérêts de recherche, des compétences et de l'expérience en rapport avec le poste, (2) un CV, (3) deux lettres de recommandations et les coordonnées de personnes de référence (enseignant, maître de stage), et (4) des copies des diplômes et des relevés de notes (M1, M2). De plus, les candidats devront obligatoirement candidater à l’offre de thèse directement sur le site Amethis : https://amethis.doctorat.org/amethis-client/

Après une phase de sélection, les candidats retenus se verront proposer un entretien (deuxième moitié de juin). Lors des entretiens, les candidats auditionnés devront présenter une proposition d’expérimentation en lien avec l’un des trois volets de la thèse.