Etude des effets de la pollution lumineuse sur le papillon de nuit Arctia caja (Noctuoidea : Erebidae) : Impact d’un traitement expérimental de lumière artificielle de nuit sur le développement de la phase larvaire à adulte

Details

Supervisors

Van Dyck, Hans

Faculty

Faculté des sciences

Degree label

Master [120] en biologie des organismes et écologie, à finalité approfondie

Abstract

La pollution lumineuse constitue une perturbation majeure ayant la capacité d’altérer le cycle de vie des organismes et leur habitat. Malgré son ampleur écologique, son impact demeure encore insuffisamment exploré et testé dans des conditions contrôlées. Cette situation est susceptible de conduire à un déclin des populations d'organismes nocturnes, particulièrement parmi les papillons de nuit. Ces derniers sont reconnus pour leur réactivité directe à la lumière à travers le phototactisme, cependant la lumière artificielle influe également sur leurs traits d’histoire de vie et leurs comportements. Afin d'examiner l'incidence de la lumière artificielle sur les caractéristiques de cycle de vie des papillons de nuit, nous avons exposé des chenilles d'Arctia caja (Noctuoidea : Erebidae) à la lumière, en les comparant à un groupe témoin soumis à une période de lumière de jour long (16 heures de lumière/8 heures d'obscurité) et à un traitement ALAN (Lumière Artificielle la Nuit) avec exposition constante à la lumière (24 heures de lumière/0 heure d'obscurité). Nous avons mesuré leur masse ainsi que la durée passée à chaque étape larvaire, ainsi qu'à l'étape de pupe et d'adulte. Nos observations ont indiqué que les individus soumis au traitement ALAN avaient tendance à survivre plus et connaître un développement accéléré. Le dimorphisme sexuel était maintenu, avec des femelles plus lourdes que les mâles dans les deux traitements. Bien que les individus du groupe témoin manifestaient une inclination à des pauses développementales courtes, ces résultats n'ont pas atteint de significativité statistique. De manière remarquable, l'effet du traitement a révélé que les individus du groupe contrôle passaient moins de temps en moins au stade de pupe par rapport à ceux du groupe ALAN. De plus, à la fois le sexe et le traitement ont influencé la durée de survie à l'étape adulte. Les individus du groupe ALAN ont affiché une durée de vie prolongée par rapport au groupe contrôle. Parmi les papillons du groupe ALAN, les mâles ont présenté une durée de vie supérieure de 42.8% à celle des femelles, tandis que dans le groupe contrôle, la durée de vie globale était plus courte qu'avec le traitement ALAN, et les femelles vivaient plus longtemps que les mâles. Ces résultats sont hautement significatifs à la fois au sein des sexes de chaque groupe de traitement et entre les groupes de traitement. En conclusion, l'impact de la lumière artificielle sur les traits d’histoire de vie est manifeste, suggérant un lien entre le déclin des populations de papillons de nuit et les effets préjudiciables de la pollution lumineuse sur leurs synchronisations saisonnières. Cela justifie désormais des tests supplémentaires sur le terrain. Light pollution constitutes a significant disruptive factor capable of perturbating the life cycle of organisms and their habitats. Its ecological consequences are extensive, yet they remain inadequately explored and tested under controlled conditions. This phenomenon is supposed to cause a decline in nocturnal organism populations, particularly in night-flying moths. These moths are recognized for their direct responsiveness to light through phototaxis, yet artificial light may also affect their life-history traits and behaviours. In order to examine the impact of artificial light on the life-history traits of night-flying moths, we submitted Arctia caja caterpillars (Noctuoidea : Erebidae) to artificial light exposure, comparing two treatment groups : a control one with an extended day length (photoperiod: 16 hours of light/8 hours of darkness) and a group in a constant ALAN (Artificial Light At Night) treatment, so under continuous light (24 hours of light/0 hours of darkness). We measured body mass, as well as the time spent, at each larval stage, pupal stage, and adult stage. Our observations indicated that individuals under the ALAN-treatment showed a better survival chance and tended to undergo accelerated development. Females were heavier than males in both treatments. While the control group displayed a tendency towards brief developmental pauses, these outcomes were not significant. Notably, the treatment effect revealed that individuals in the control group spent less time in the pupal stage compared to conspecifics in the ALAN-treatment group. Furthermore, both sex and treatment exhibited an influence on the adult survival duration. Individuals under the ALAN-treatment exhibited prolonged lifespans compared to the control group. Among the ALAN-treated moths, males displayed a 42.8% longer lifespan than females, whereas in the control group, overall lifespan was shorter than in the ALAN-treatment, and females outlived males. These results were highly significant both within and between each treatment group's sexes. In summary, the impact of artificial light on life history traits was confirmed. Hence, this could contribute to explaining a link between the decline in moth populations and the detrimental effects of light pollution on their phenology. This now warrants further testing in the field.