Julie-Éléonore Maisonhaute, Ph.D.
Biologiste / Entomologiste
Doctorat en Biologie (lutte biologique / écologie du paysage)
Post-Doctorat en entomologie légale
Biologist / Entomologist
PhD in Biology (biological control / landscape ecology)
Post-Doctorate in forensic entomology
Contact : jemaisonhaute[at]gmail.com
Écologie du paysage / Lutte biologique
Effets du contexte spatial sur la dynamique des populations d'un ravageur exotique, le puceron du soya
Doctorat en biologie
2010 - 2016
Laboratoire de lutte biologique - UQAM - Montréal
Landscape Ecology / Biological Control
Effect of the spatial context on the population dynamics of an invasive crop pest, the soybean aphid
PhD. in Biology
2010 - 2016
Biological control laboratory - UQAM - Montreal (Quebec) Canada
Direction : Éric Lucas (UQAM)
Co-Direction : Geneviève Labrie (CÉROM)
Mots-clés : Espèce exotique envahissante, séquence d'invasion, soya, paysage, échelle spatiale, plantes hôtes, sites d'hivernation, contrôle naturel, diversité fonctionnelle, partition de la variation
Supervision : Éric Lucas (UQAM)
Co-Supervision : Geneviève Labrie (CÉROM)
Key-words: Invasive species, invasion sequence, soybean, landscape, spatial scale, host plant, overwintering sites, natural control, functional diversity, variation partitioning
Larve de Sirphidae
Le puceron du soya, Aphis glycines Matsumura, 1917, est un ravageur exotique originaire d'Asie, arrivé aux-États-Unis en 2000 et au Canada en 2001. Il a été observé que l’intensité des infestations variaient grandement d’une année à l’autre et d’un champ à l’autre, ce qui pourrait être expliqué par le contexte spatial. L’objectif de ce projet était donc d’étudier l’effet du contexte spatial sur la dynamique des populations du puceron du soya au Québec. En particulier, ce projet s’est intéressé à 1) la dynamique des populations et la présence d’un cycle bisannuel, 2) la variation des effets du contexte spatial dans le temps, selon la séquence d’invasion, 3) les facteurs (spatiaux et agronomiques) affectant la colonisation des champs par le puceron du soya en début de saison, et 4) les effets du contexte spatial et des ennemis naturels sur le contrôle naturel du puceron du soya.
Les analyses se sont concentrées sur les populations de pucerons observées en Montérégie, et ont été effectuées à partir des données d’archives du Réseau d’avertissements phytosanitaires du Québec (RAP 2006-2009) et de données terrain prise dans le cadre de ce doctorat (2010-2012). L’effet du contexte spatial sur le puceron du soya a été analysé à trois échelles (locale : champ et bordures de champs, paysage : rayon de 1,5 km autour des champs, régionale : échelle des municipalités régionales de comté). Les analyses statistiques s’appuient sur une sélection des variables significatives dans chaque matrice, suivie d’une partition de la variation.
Les résultats de ce projet montrent, tout d’abord, que l’intensité des infestations a suivi un cycle bisannuel au Québec jusqu’en 2011 (fortes infestations durant les années impaires). Cependant, les observations des dernières années viennent remettre en question la persistance d’un tel cycle. Ainsi, il est désormais difficile de prévoir quelle sera l’intensité des infestations d’une année à l’autre. Un des principaux résultats de ce doctorat est que l’effet du contexte spatial sur le puceron du soya change au fil des années, avec un effet principal de l’hôte estival principal (le soya = hôte secondaire) durant les premières années d’invasion (2006-2008), et un effet principal des sites d’hivernation (le nerprun = hôte primaire et les habitats associés = zones boisées) durant les années subséquentes (2010-2012). En ce qui concerne la colonisation des champs en début de saison, celle-ci s’est avérée influencée à la fois par des variables spatiales et agronomiques. Cependant, les champs colonisés plus tôt ou possédant des densités en pucerons plus élevées en début de saison n’étaient pas nécessairement ceux avec un pic de population plus élevé au cours de l’été, preuve que d’autres facteurs affectent la densité en pucerons au cours de la saison.
Enfin, nos résultats montrent que le contrôle naturel du puceron du soya (évalué à partir du nombre cumulé de pucerons-jours) était principalement influencé par un effet combiné des ennemis naturels et du contexte spatial. Lors d’une année de forte infestation (2011), cet effet combiné des ennemis naturels (densité en champignons entomopathogènes et en prédateurs, diversité fonctionnelle) et du contexte spatial (présence de nerprun en bordures, proportion de soya, diversité des cultures dans le paysage) représentait 50 % de la variation du contrôle naturel. Nos résultats suggèrent donc que la gestion intégrée du puceron du soya devrait principalement reposer sur l’aménagement de l’habitat pour conserver les ennemis naturels au sein de l’agroécosystème, notamment ceux participant à l’augmentation de la diversité fonctionnelle puisqu’il s’agissait de la seule variable négativement corrélée avec le nombre de pucerons-jours. D’après nos résultats, un meilleur contrôle du puceron du soya pourrait être obtenu en réduisant les proportions de soya dans le paysage (< 35%), en diversifiant les cultures (5-6 cultures différentes dans un rayon de 1,5 km) et en préservant les zones boisées (en l’absence de nerprun) qui sont bénéfiques pour les ennemis naturels.
Ce projet a été effectué en collaboration avec le Ministère de l’Agriculture, des Pêcheries et de l’Alimentation du Québec (MAPAQ), Agriculture et Agroalimentaire Canada (AAC) et plusieurs clubs-conseils en agro-environnement (Conseilsol/ProConseils, Agri-Conseils Maska, groupe PleineTerre). Il a été financé par le Programme de soutien à l'innovation en agroalimentaire (PSIA) du MAPAQ, une bourse du Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FRQNT), et deux bourses FARE-Hydro Québec de l’UQAM.
Aphis Glycines Matsumura
Champ de soya / Soybean field
Cartographie du paysage / Landscape analysis
Larve de syrphe / Hoverfly larva
Harmonia axiridis Pallas
The soybean aphid, Aphis glycines Matsumura, 1917, is an invasive crop pest from Asia, first observed in the United-States in 2000 and in Canada in 2001. The intensity of the infestation greatly varies between years and fields, which may be explained by the spatial context. The objective of this project was to evaluate the effect of the spatial context on the population dynamics of the soybean aphid in Quebec. Especially, the aim was to study 1) the population dynamics and the presence of a two-year oscillation cycle, 2) the changes in the effects of the spatial context throughout the years and the invasion sequence, 3) the (spatial and agronomic) factors influencing the colonization of soybean fields by the soybean aphid in early season, and 4) the effects of the natural enemies and the spatial context on the natural control of the soybean aphid.
Populations of the soybean aphid were studied in the Monteregie area of Quebec, using archive dataset (2006-2009) and data from field sampling (2010-2012). The effect of the spatial context was studied at three different scales (local: field and field border characteristics, landscape: 1.5 km radius around fields, regional: landscape components at the regional county municipality level). Statistical analyses included a selection of significant variables in each matrix, followed by a variation partitioning.
First, we found that the population dynamics of the soybean aphid showed a two-year oscillation cycle in Quebec until 2011 (with high infestations during odd years). However, observations from the past few years have revealed limited evidence of this two-year oscillation cycle, and the infestation intensity is now difficult to predict from one year to another. Moreover, one important result of this project is that the effect of the spatial context on the soybean aphid changes throughout the years, according to the invasion process, with effect of the main summer host/habitat (secondary host = soybean) during the first years of invasion (2006-2008), and effect of the overwintering host/habitat (primary host = buckthorn and associated habitats = woodlands) during the subsequent years (2010-2012). In addition, we found that, the crop colonization sequence and aphid density in early season were affected by both spatial and agronomic factors. However, aphid density in early season was not correlated with aphid density observed later in the summer (population peak), meaning that other factors affect the soybean aphid density throughout the season.
Finally, we found that the natural control of the soybean aphid (cumulative aphid-day) was mainly affected by a combined effect of the natural enemies and the spatial context. For instance, during a high infestation year (2011), the shared effect of the natural enemies (density of entomopathogenic fungi and predators, functional diversity) and the spatial context (presence of buckthorn in field borders, proportion of soybean and crop richness at landscape scale) accounted for 50% of the variation in the natural control. Our results suggest then that the integrated pest management of the soybean aphid should mainly integrate management of habitats that conserve the natural enemies, especially those promoting functional diversity in the agroecosystem since the functional diversity was the only natural enemy variable negatively associated with the cumulative aphid density. For instance, management of the soybean aphid could be achieved by reducing the proportion of soybean (<35%), increasing crop diversity (5-6 different crops in 1.5 radius landscape) and conserving woodland (without buckthorn) in the landscape, as woodlands were beneficial for the natural enemies.
This project was done in collaboration with the Ministère de l’Agriculture, des Pêcheries et de l’Alimentation du Québec (MAPAQ), Agriculture et Agroalimentaire Canada (AAC) and consulting clubs in agro-environment (Conseilsol, Agri-Conseils Maska groupe Pleine Terre). Funding came from the Programme de soutien à l'innovation agroalimentaire (PSIA) of MAPAQ, the Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FRQNT, PhD scholarship) and the Université du Québec à Montréal (FARE-Hydro Québec scholarship).
Écologie du paysage / Lutte biologique
Effets du paysage sur l'assemblage des prédateurs terricoles et aphidiphages au sein des zones agricoles non cultivées
Maîtrise en Biologie
2006 - 2009
Laboratoire de lutte biologique - UQAM - Montréal
Direction : Éric Lucas (UQAM)
Co-Direction : Pedro Peres-Neto (UQAM)
Carabe du genre Harpalus au champ / Harpalus ground beetle in the field
Piège-fosse en bordure de champ / Pitfall trap in field margin
Pucerons Aphis nerii et ennemis naturels sur asclépiade / Aphis nerii aphids and natural enemies on milkweed
Mots-clés : Paysage, échelle locale, zones non cultivées, pratiques agronomiques, Carabidae, guilde aphidiphage, groupes trophiques, groupes fonctionnels, partition de la variation
Ma maîtrise en biologie faisait partie d'un projet plus vaste d'écologie du paysage réalisé en collaboration avec l'Université de Montréal et le Ministère du Développement durable, de l'Environnement et des Parcs du Québec, ayant pour but d'élaborer un « modèle intégré d'aménagement des paysages en zone d'agriculture intensive sur la base du cadre écologique » ; cela en se basant sur l'étude du bassin versant du ruisseau Vacher (Lanaudière, Québec). L'objectif de ce projet était de comprendre comment la structure du paysage affectait l'assemblage des insectes prédateurs que l'on retrouve dans les zones agricoles non cultivées. Les principales hypothèses étaient que la diversité du paysage et la superficie des zones non cultivées influenceraient positivement l'abondance et la diversité des insectes prédateurs.
Deux groupes d'insectes pouvant intervenir dans le contrôle biologique des ravageurs ont été échantillonnés en 2006 et 2007 : des prédateurs terricoles, se retrouvant à la surface du sol (carabes, staphylins et araignées) et des prédateurs aphidiphages (ennemis naturels des pucerons) que l'on retrouve au niveau foliaire. Chaque année, 20 sites correspondant chacun à une bordure de fossé adjacent à un champ de maïs, ont été échantillonnés au sein du bassin versant du ruisseau Vacher. L'échantillonnage s'est effectué à l'aide de pièges-fosses pour les prédateurs terricoles (4 pièges par site) et par observation visuelle sur plants d'asclépiade infestés par des pucerons pour les prédateurs aphidiphages. En parallèle, une cartographie du paysage a été réalisée dans des rayons de 200 et 500 mètres autour de chacun des sites et a été suivie d'analyses spatiales afin de déterminer la composition et la configuration de chacun de ces paysages. Des données relatives aux pratiques culturales effectuées dans le champ adjacent et aux caractéristiques de l'environnement local (ex. végétation en bordure de champ) ont également été relevées pour chaque site. Des analyses statistiques basées sur une sélection des variables significatives dans chaque matrice suivie d’une partition de la variation ont permis de déterminer les facteurs ayant le plus d’influence sur les prédateurs terricoles et aphidiphages.
Les résultats montrent que les carabes sont plus influencés par la structure du paysage dans un rayon de 200 et 500 mètres (effet entre 3 et 25 %) que par les pratiques culturales et l'environnement local, qui ont une influence plus faible (moins de 5 %). De plus, les résultats révèlent que l'influence du paysage sur les carabes est globalement plus importante en milieu de saison (juillet-août) plutôt qu’en début de saison (juin) ou fin de saison (septembre). Les effets du paysage observés variaient égallement grandement entre les espèces de carabes (Pterostichus melanarius, Harpalus pensylvanicus, Poecilus lucublandus, Bembidion quadrimaculatum), ainsi qu’entre les groupes trophiques (carabes majoritairement carnivores, omnivores ou granivores). Pour ce qui est des prédateurs aphidiphages, les effets du paysages variaient selon les groupes fonctionnels (prédateurs actifs, furtifs, parasitoïdes), et au sein même des prédateurs actifs (ex. effets opposés pour la coccinelle asiatique (Harmonia axyridis) exotique et la coccinelle maculée (Coleomegilla maculata) indigène au Canada.
En somme, les résultats de cette recherche ont montré qu'en zone d'agriculture intensive comme c'est le cas pour le bassin versant du ruisseau Vacher, le paysage agricole influence grandement les prédateurs terricoles et aphidiphages. Le paysage devrait donc être pris en considération dans la lutte aux insectes nuisibles. Cette étude a permis de montrer qu'il est essentiel de tenir compte de la structure du paysage, mais aussi de la saison et des caractéristiques biologiques et écologiques des espèces lorsque l'on étudie l'assemblage des arthropodes en milieu agricole.
Landscape Ecology / Biological Control
Effect of landscape structure on the assemblage of ground-dwelling and aphidophagous predators in non-crop areas
Master degree in Biology
2006 - 2009
Laboratory of biological control - UQAM - Montreal (Quebec) Canada
Key-words: Landsape, local scale, non-crop areas, Carabidae, aphidophagous guild, trophic groups, functional groups, variation partitioning
This research was part of a wider project on landscape ecology in agricultural systems, in collaboration with the Université de Montréal and the Ministère du Développement durable, de l'Environnement et des Parcs du Québec. The objective of this project was to generate an integrated model of landscape management in intensive farming areas, by considering the physical aspect (hydrology, topography), the biological aspects (biodiversity, biocontrol) and the anthropic aspect (quality of the landscape for users) in the Vacher creek watershed (Lanaudière, Québec). The purpose of this Master study was to determine whether the landscape structure can affect predatory insects found in non-cultivated areas, and which landscapes are optimal for maintaining insect biodiversity in these areas.
The insects chosen for this research are part of two predator communities that are considered to be important biological control agents. First, ground-dwelling predators (Coleoptera: Carabidae) living on the ground; second, aphidophagous predators found on plants. Abundance and diversity of these two predator assemblages were determined in 20 ditch borders adjacent to cornfields during the summers of 2006 and 2007. In order to collect ground-dwelling predators, 80 pitfall traps were used (4 per site) and the study of aphidophagous predators was carried out by visual observations on milkweeds (Asclepias syriaca L.) infested by aphids. Landscape cartography was performed within a radius of 200m and 500m around each site and spatial analyses took into account the composition and configuration of each landscape. Local environment (field and field border characteristics) and agronomic practices performed in the adjacent cornfield were also taken into account. A selection of significant variables within each matrix followed by a variation partitioning allowed us to determine the factors most influencing the predatory and aphidophagous predators.
The results showed that ground beetles were more influenced by landscape structure at 200 or 500m (effect between 3 and 25 %) than by local environment or agronomic practices (effect up to 5 %). Then, our results revealed that the effect of landscape structure on ground beetles was generally higher in mid-season (july or august) than in early season (june) or late season (september). Landscape effects on ground beetles also varied between species (Pterostichus melanarius, Harpalus pensylvanicus, Poecilus lucublandus, Bembidion quadrimaculatum) and trophic groups (mainly carnivorous, omnivorous, or granivorous beetles). Regarding the aphidophagous predators, landscape effects varied between functional groups (active-searching predators, furtive predators, parasitoids) and within the active-searching predator group (ex. opposite effects for the invasive Asian ladybeetle Harmonia axyridis and the native spotted ladybeetle Coleomegilla maculata).
Overall, the results of this Master project showed that the landscape structure has a significant effect on both predatory and aphidophagous predators in intensive farming areas. It highlights then the importance to take into account the effect of landscape structure on predatory arthropods in the integrated pest management of crop pests. This project also underlines the importance to take into seasonality and the species characteristics in the study of arthropods in agroecosystems.
Supervision : Éric Lucas (UQAM)
Co-Supervision : Pedro Peres-Neto (UQAM)
Écologie du paysage / Entomologie légale
Effet de la structure du paysage sur la décompositon de carcasses de rat et la guilde d'arthropodes nécrophages au Québec
Été 2018
Université du Québec à Montréal (UQAM)
Collaborateurs : Eric Lucas, UQAM, Gemma Clemente Orta, Universitat de Lleida (Espagne)
Mots-clés : Décomposition, Arthropodes nécrophages, Calliphoridae, Silphidae, Diversité, Colonisation, Succession, Paysage, Boisés
Les insectes nécrophages et autres arthropodes fournissent un important service écosystémique en décomposant la matière organique animale. Des études à travers le monde se sont concentrées sur l’étude de la succession des arthropodes sur des cadavres, ou sur l’effet du paysage sur les arthropodes, mais très peu d’études ont évalué l’effet de la structure du paysage sur la guilde des arthropodes nécrophages. L’objectif de ce projet était donc de déterminer comment la structure du paysage influence le processus de décomposition et les arthropodes associés, en utilisant comme modèles des carcasses de rat.
Des carcasses de rat ont été déposées au sein de 13 sites (bordures de champs de foin ou pâturages) dans la région de Granby (Québec, Canada) durant l’été 2028 (17 juillet). L’échantillonnage s’est déroulé durant 2 semaines, par observation visuelle, collecte d’arthropodes sur les carcasses, et à l’aide de pièges-bols jaunes placé au sol. Les premières analyses se sont concentrées sur l’effet des boisés (proportion et proximité) sur la vitesse de décomposition, la diversité des insectes, et la séquence de colonisation.
Les résultats montrent que les carcasses de rats ont atteint le stade de restes secs en 15 jours seulement, dans la majorité des sites. Cependant, la durée de chacun des stades était variable entre les sites. La succession des différents ordres/familles/espèces d’arthropode sur les carcasses était en accord avec les résultats déjà connus dans le domaine, mais présentait toutefois des variations entre les sites. Globalement, les mouches nécrophages de la famille des Calliphoridae étaient les premiers arthropodes à coloniser les carcasses, de même que certains coléoptères prédateurs (Carabidae, Staphylinidae). Les coléoptères Silphidae (nécrophages) ont été observés pour la première fois trois jours après le dépôt des carcasses.
Nos premières analyses n'ont montré aucun effet significatif de la proportion et proximité des boisés sur les processus de décomposition (temps pour atteindre le stade gonflé et le stade de décomposition avancée, stade de décomposition au jour 5 et au jour 6), la diversité des arthropodes (Indice de richesse : nombre de familles observées, richesse spécifique des Silphidae), ou la phénologie des arthropodes (premiers Calliphoridae, premiers Silphidae, premiers œufs et premières larves observés). Des analyses supplémentaires devraient être réalisées pour déterminer l’effet d’autres éléments du paysage sur les processus de décomposition et la guilde des arthropodes nécrophages.
Landscape Ecology / Forensic Entomology
Effect of landscape structure on decomposition process of rat carcasses and the guild of necrophagous arthropods in Quebec
Summer 2018
Université du Québec à Montréal (UQAM)
Collaborators : Eric Lucas, UQAM, Gemma Clemente Orta, Universitat de Lleida (Spain)
Key-words: Decomposition, necrophagous arthropods, Calliphoridae, Silphidae, Diversity, Colonization, Succession, Landscape, Woodland
Necrophagous insects and other arthropods provide an important ecosystem service by decomposing the animal organic matter. Studies around the world have investigated either the succession of arthropods on carrion, or the effect of landscape structure on arthropods, but very few studies have evaluated the effect of landscape structure on the guild of necrophagous arthropods. The main objective of our study was to determine how landscape structure influences the decomposition process of rat carcasses and the associated arthropods.
Fresh rat carcasses were deposited in thirteen sites (field borders adjacent to hay crop/pasture) in Granby area (Quebec, Canada) during the summer 2018 (July 17). Sampling were performed during 2 weeks, by visual observations, and collection of arthropods on the carcasses and in yellow bowl traps placed in the soil. The focus was first made on the effects of woodlands (proportion of woodland and proximity to woodland) on the decomposition process (decomposition rate), insect diversity, and insect colonization.
The results showed that the rat carcasses reached dry stage of decomposition in 15 days in most of the sites. However, the duration of each stage varied between sites. The succession of the different arthropod orders/families/species on the rat carcasses were in agreement with results found in the literature. Overall, blow flies (Calliphoridae), which are necrophagous, were the first arthropods colonizing the rat carcasses, in addition to some predatory beetles (Carabidae, Staphylinidae), and other arthropods (ants, mites). Carrion beetles (Silphidae) were observed later, 3 days after the deposited of the carcasses. The colonization sequence of the different arthropod orders, families or species on the rat carcasses also varied between sites.
We found that the proportion of woodland and the proximity to a wooded area had no significant effect on the decomposition process (time to reach bloat stage and active decay, decomposition stage at day 5, and day 6), the arthropod diversity (Richness index: number of families observed, Silphidae species richnes), and the phenology of necrophagous arthropods (first Calliphoridae, first Silphidae, first fly eggs, and first fly larvae observed). More analyses should be performed to determine the effect of other landscape elements on the decomposition process and the guild of necrophagous arthropods.
