Phytoécologie et phylogéographie des pelouses alpines à Carex curvula des montagnes carpatiques : Comparaison avec les autres montagnes du système alpin

par Mihai Puscas

Thèse de doctorat en Biologie

Sous la direction de Philippe Choler et de Serge Aubert.

Soutenue en 2008

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .


  • Résumé

    Les pelouses alpines à Carex curvula (laîche courbée) constituent l'une des formations les plus emblématiques de l'étage alpin des montagnes européennes. Cette thèse se présente comme une contribution à l'étude des patrons de la diversité génétique de Carex curvula et des patrons de la diversité floristique des pelouses alpines à Carex curvula en Europe. Dans un premier temps, ce travail examine la variabilité floristique des pelouses dominées par C. Curvula et tente d'identifier les forces qui ont joué le rôle le plus important dans la structuration des espèces de l'étage alpin acidiphile européen. Les résultats des analyses montrent qu'il existe une variabilité importante pour la distribution de la diversité interspécifique et seulement une correspondance partielle entre la position des barrières biogéographiques de l'étage alpin et les grandes distances géographiques qui séparent les massifs montagnards. Il ressort nettement que les forces qui ont joué le rôle le plus important dans la structuration floristique de l'étage alpin acidiphile européen sont de nature historique et dans une moindre mesure de nature écologique. Ensuite, nous explorons la distribution de la diversité génétique dans les populations de C. Curvula dans un contexte phylogéographique. L'impact des glaciations quaternaires correspond à deux histoires différentes pour les flores alpines dans les montagnes de l'ouest et de l'est du continent européen. Chez C. Curvula, les mécanismes de recolonisations postglaciaires auraient impliqué un large vague de migration est-ouest dans les Alpes et une migration verticale beaucoup plus locale dans les Carpates. Les Pyrénées auraient été colonisé plus récemment, à partir d'un refuge secondaire localisé dans les Alpes du Sud-Ouest. Enfin, dans un troisième temps, nous nous intéressons au problème des relations entre la diversité génétique et floristique, en analysant la diversité locale des espèces dans les pelouses à C. Curvula et la diversité génétique de l'espèce dominante. Le manque de corrélation positive entre les deux niveaux de la diversité est expliqué par des réponses différentes des gènes et des espèces aux grands changements climatiques qui sont intervenus au cours du Quaternaire. Nous concluons sur les perspectives de biogéographie comparative ouvertes par ce travail, en particulier sur l'articulation souhaitée entre les efforts de modélisation de la distribution biologique, la phylogéographie et l'écologie évolutive.


  • Résumé

    The alpine meadows dominated by the sedge Carex curvula are among the most emblematic plant communities of the alpine vegetation of the European mountains. This work aims at exploring the spatial patterns of genetic diversity within C. Curvula and the spatial patterns of species diversity in the meadows where C. Curvula is dominant. This comparative study has been conducted throughout the whole distribution area of this type of alpine ecosystem in Europe. First, this work examines the floristic variability of the C. Curvula communities and tries to identify the most important drivers for the species distribution within the European alpine belt. The results show an important variation in the spatial distribution of species diversity among mountain ranges. The floristic boundaries match only partly the geographical limits. The current species distribution in the alpine belt of the high mountains in Europe has to be related primarily to large-scale, historical drivers and only secondarily to local-scale, ecological determinants. Then, we study the phylogeographical patterns of C. Curvula using nuclear and chloroplastic molecular markers. The spatial distribution of genetic diversity highlights a contrasting impact of Quaternary glaciations in the Eastern and Western part of Europe. Based on genetic data, we infer a large East-West recolonization wave in the Alps and local, upward migration events in the Carpathians after ice retreat. We hypothesize recent long-distance dispersal from a secondary glacial refugium located in the South-Western Alps to explain genetic diversity observed within Pyrenean populations. Finally, we explore the relationships between genetic and floristic diversity. Our result support a lack of positive correlations between the two levels of diversity, contrary to what is suggested by several theoretical works. We explain this situation by a contrasting history of genes and species in response to the spatial range dynamics driven by temperature fluctuations during the Quaternary. To conclude, we call for further multidisciplinary studies (including species distribution modelling) to investigate the biogeography of these alpine meadows in a context of global change.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (162 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 205 réf.

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS08/GRE1/0062
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  • Cote : TS08/GRE1/0062/D
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