Variabilité spatio-temporelle de la reproduction chez une espèce pérenne monoïque : le cas du sapin pectiné, Abies alba Miller, en limite sud de son aire de répartition

Spatio-temporal variability of reproduction in a monoecious perennial species : the case of silver fir, Abies alba Miller, in its rear edge distribution

• Auteur / Autrice : Gwendal Restoux
• Direction : Bruno Fady, Etienne Klein
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecologie, génétique des populations
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pollen -- Dissémination

Endogamie (biologie)

Plantes -- Populations

Régénération forestière

Sapin pectiné

Résumé

Cette thèse s'intéresse aux variations spatio-temporelles de la reproduction du sapin pectine (Abies alba), en limite sud de son aire de répartition dans les populations du mont Ventoux et de la montagne de Lure. En général, les populations marginales présentent des densités faibles et variables. Pour nos populations de sapins, nous avons montré que les densités faibles entraînent une augmentation des taux d'autofécondation par loi d'action de masse, à l'échelle de la population mais également individuelle. Les populations moins denses présentent également une réduction du taux de germination par expression de la dépression de consanguinité, mais qui est compensée par une meilleure survie des semis pouvant provenir d'une purge plus efficace du fardeau génétique. Cependant, la diminution de la densité entraîne dans nos populations une baisse de la production efficace de graines par augmentation du taux de graines vides, probablement à cause d'une dispersion du pollen limitée. En effet, nos analyses génétiques conduisent à une distance de dispersion moyenne estimée de 20 à 50m. Cette faible dispersion induit également une forte variabilité individuelle du régime de reproduction liée aux variations locales de densité et de productions individuelles de pollen. Finalement, nous avons trouvé des variations inter-annuelles importantes de la structure génétique spatiale du nuage de pollen avec une différenciation entre arbres-mères de 8% et une différenciation entre années au sein des mères de 13%. Les années avec les plus fortes productions de pollen étaient également celles avec la plus faible diversité génétique globale. Cette étude confirme donc la nécessité de considérer de multiples années quand on s'intéresse à la reproduction d'une espèce pérenne comme le sapin, à la fois pour des études théoriques et pour des questions centrées sur la gestion de la diversité.

This study focuses on the spatio-temporal varibility of reproduction in silver fir (Abies alba), in its French rear edge populations in the Mont Ventoux and Lure mountain. Usually, marginal populations contrast from core populations with lower and more variable densities. In our populations of firs, we found that lower densitiy leads to higher selfing rates through a mass-action law at both population and individual levels. As a consequence, germinative abilities were lower for seeds from lower density populations, mainly because of inbreeeding depression. But this was balanced by a higher survival rates at the seedling stage. A more efficient genetic purge could explain this. However, in our populations, a lower density also induced a lower effective seed production, through an increased rate of empty seeds. This can result from pollen limi tation. Indeed, genetic analyses revealed a rather high spatial genetic structure of pollen pool, indicating a limited dispersal with a mean dispersal distance between 20 and 50m. This limited dispersal also induced a high inter-individual variability of the mating system mainly due to variations of local density and individual pollen production. Finally, we found strong inter-annual variations of the pollen pools : giving an inter-mothers differentiation of 8%, we obtained an inter-annual differenciation of 13% within mothers. The year with the higher pollen productions also presented the lower overall genetic diversity. Thus this study confirms the necessity to consider multiple years in studies on the reproduction of a perennial tree such as fir, either for theoretical concerns of for practical questions focused on the management of genetic diversity.