Interactions entre plantes dans un contexte de communauté : une approche expérimentale en Espagne et en Bolivie

Plant-plant interactions in a community background : an experimental approach in Spain and in Bolivia

• Auteur / Autrice : Alain Danet
• Direction : Fabien Anthelme
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecologie et biodiversité
• Date : Soutenance le 17/11/2017
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : GAIA (Montpellier ; École Doctorale ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire AMAP - Laboratoire de modélisation mathématique et d'architecture des plantes (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : François Julien Munoz
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Fabien Anthelme, François Julien Munoz, Yolanda Pueyo Estaun, Olivier Dangles, Sonia Kéfi, Alexia Stokes, Jean-François Arnoldi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Yolanda Pueyo Estaun, Olivier Dangles

Mots clés

Mots clés contrôlés

Traits fonctionnels

Pâturages

Plantes

Assemblage des communautés (écologie)

Mots clés libres

Interactions plante-plante

Facilitation

Expérimentation in situ

Traits fonctionnels

Pâturage

Écologie des communautés

Plant-Plant interactions

Facilitation

In situ experiment

Functional traits

Grazing

Community ecology

Résumé

Les interactions entre organismes ont des conséquences majeures sur la composition des communautés et le fonctionnement des écosystèmes. En écologie l'étude des interactions négatives, telles que la prédation et la compétition, a largement dominé la littérature. Des travaux récents ont souligné l’importance des interactions positives dans la nature, telles que la facilitation, mais ces interactions restent malgré tout peu intégrées dans les théories contemporaines en écologie. Cette thèse s’inscrit dans cette démarche et aborde deux questions centrales : (i) Comment la facilitation indirecte (via la protection contre le pâturage) affecte-t-elle la structure fonctionnelle (caractéristiques des distributions de traits) des communautés de plantes ? (ii) L'effet net des interactions facilitatrice-bénéficiaire identifiées à l’échelle d’une paire d’espèces restent-elles valides en présence d’une communauté entière d'espèces bénéficiaires potentielles ? Deux expérimentations in situ dans des environnements contrastés ont été mises en place : l’exclusion du pâturage dans des tourbières tropicales alpines et une transplantation de communautés de plantules sous des plantes adultes en milieu méditerranéen semi-aride. Nous avons montré que la facilitation indirecte affectait les caractéristiques du filtre environnemental, la dominance des espèces et la différenciation de niche au sein de la communauté. Nos travaux suggèrent également que la composition des communautés de plantules modifie les interactions adultes-plantules, remettant ainsi en cause la possibilité d’extrapolation des résultats entre paires d'individus à l’échelle de la communauté.

Interactions between organisms are key drivers of community composition and ecosystem functioning. Ecology has a long history of studies on negative interactions, such as predation and competition. Recent studies have highlighted the importance of positive interactions, such as facilitation in nature. The integration of these interactions into modern ecological theory has nonetheless lagged behind. This thesis aims at contributing to this research effort and addresses two core questions : (i) How does indirect facilitation (through protection against grazing) affect the functional structure (characteristics of trait distributions) of plant communities? (ii) Does the net effect of the interactions between a species pair (benefactor-beneficiary) remain valid in the presence of several beneficiary species at community level? We set up two insitu experiments in contrasted environments: a grazing exclusion experiment in tropical alpine peatlands and a transplantation experiment of sapling communities beneath adult plants in a mediterranean environment. Our results showed that indirect facilitation affects the characteristics of the environmental filter, species dominance and niche differentiation in the community. Our results also suggested that the composition of sapling communities modifies adult-sapling interactions, thereby questioning the possibility of extrapolating results from pairs of individuals to the community scale.