Spatial heterogeneity in landscape structure influences dispersal and genetic structure: empirical evidence from a grasshopper in an agricultural landscape

Dispersal may be strongly influenced by landscape and habitat characteristics that could either enhance or restrict movements of organisms. Therefore, spatial heterogeneity in landscape structure could influence gene flow and the spatial structure of populations. In the past decades, agricultural intensification has led to the reduction in grassland surfaces, their fragmentation and intensification. As these changes are not homogeneously distributed in landscapes, they have resulted in spatial heterogeneity with generally less intensified hedged farmland areas remaining alongside streams and rivers. In this study, we assessed spatial pattern of abundance and population genetic structure of a flightless grasshopper species, Pezotettix giornae, based on the surveys of 363 grasslands in a 430‐km² agricultural landscape of western France. Data were analysed using geostatistics and landscape genetics based on microsatellites markers and computer simulations. Results suggested that small‐scale intense dispersal allows this species to survive in intensive agricultural landscapes. A complex spatial genetic structure related to landscape and habitat characteristics was also detected. Two P. giornae genetic clusters bisected by a linear hedged farmland were inferred from clustering analyses. This linear hedged farmland was characterized by high hedgerow and grassland density as well as higher grassland temporal stability that were suspected to slow down dispersal. Computer simulations demonstrated that a linear‐shaped landscape feature limiting dispersal could be detected as a barrier to gene flow and generate the observed genetic pattern. This study illustrates the relevance of using computer simulations to test hypotheses in landscape genetics studies.     

Estimation d’abondance des criquets (Orthoptera: Acrididae) dans les écosystèmes prairiaux

Les criquets représentent un taxon central dans les chaînes alimentaires et sont de bons indicateurs à la fois des caractéristiques des milieux et des perturbations de leurs habitats. Associés exclusivement aux habitats herbacés pérennes, ils sont menacés dans les zones d’agriculture intensive. Du fait de leur importance dans les réseaux trophiques, notamment comme ressources alimentaires pour un grand nombre d’espèces aviaires, ils font l’objet d’une attention croissante des écologistes et des gestionnaires des milieux dans le cadre d’études de conservation pour évaluer quantitativement leurs populations. L’objectif de cette étude est de décrire une technique d’échantillonnage et un plan d’échantillonnage destinés à estimer la densité de criquets dans les milieux prairiaux. Cette étude se base sur 7 années d’observations de terrain, menées sur un vaste site d’étude en plaine agricole intensive. Nous montrons que le biocénomètre d’1 m² de base est une technique robuste vis-à-vis des conditions de température durant l’échantillonnage. L’étude établit pour l’ensemble des espèces et pour deux espèces particulières, Pezotettix giornae et Calliptamus italicus, la relation qui lie la variance et la moyenne des effectifs par m². C’est grâce à cette relation qu’on peut établir les tailles d’échantillons qui permettent d’atteindre des objectifs de précision choisis pour les estimateurs de la densité. Nous montrons que la réalisation de 15 lancers aléatoirement par parcelle permet d’obtenir des estimations de la densité de criquets/m² dont la précision, définie par l’intervalle de confiance, varie selon la densité de 50% pour les densités inférieures à 1/m² à 30% pour les densités de 2 à 7/m² et à 20% pour les densités supérieures à 7/m².