Mécanismes de variation des traits fonctionnels dans les prairies des Alpes

par Fabrice Grassein

Thèse de doctorat en Biodiversité, écologie, environnement

Sous la direction de Sandra Lavorel et de Irène Till-Bottraud.

Soutenue en 2009

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015) .

mots clés

• Écologie
• Variabilité génétique
• Graminées -- Alpes

Résumé

Afin de prévoir les conséquences des changements environnementaux sur la biodiversité, il est nécessaire de mieux connaître la capacité de réponse des espèces à une modification de leur environnement. Les écosystèmes de montagne sont particulirement concernés par ces changements environnementaux et constituent donc un système d'étude intéressant. Pour estimer la capacité des espèces à s'adapter/s'acclimater à de nouvelles conditions environnementales, différentes expériences ont été misees en place afin d'estimer le rôle de la variabilité génétique et de la plasticité phénotypique dans la variation des traits fonctionnels pour différentes espèces. Les résultats mettent en évidence l'importance de la plasticité phénotypique comme source de variations des traits fonctionnels, la variabilité génétique expliquant une part significative mais plus faible de la réponse. La coexistence des deux mécanismes indique que les espèces étudiées sont capables de s'acclimater et, à plus long terme, de s'adapter. Toutefois, des niveaux différents de plasticité et de contraintes ont été observés entre les populations et les espèces, différences qui pourraient mener à des réponses évolutives distinctes. Les différents résultats ont permis de mettre en évidence la complexité de la réponse des espèces à leur environnement. Les différents patrons de réponse ainsi que l'origine de cette réponse sont donc des éléments clés pour prévoir la réponse des espèces aux changements globaux de l'environnement, et donc l'évolution de la biodiversité.

Titre traduit

Mechanisms of variation of functional traits in mountain grasslands of the Alps

Résumé

In order to predict the consequences of global environmental changes on biodiversity, a better understanding of the response capacities of species to a modification of their environment is needed. Mountain ecosystems are highly concerned by global environmental changes and therefore represent a pertinent system of study. To estimate the capacity of vegetal species to adapt and/or to acclimate to new environmental conditions, we set up different experiments in order to estimate the role of genetic variability and phenotypic plasticity in functional trait variation for some herbaceous species. Our results illustrated the high proportion of the species response resulting from phenotypic plasticity for functional traits, while genetic variability for functional traits exist but is smaller. The coexistence of these two sources of variations for functional traits indicates the species abilities to acclimate to new environmental conditions in a first step, an to adapt to new environment in a second step. However, different levels of phenotypic plasticity and constraints have been observed within and between species, suggesting that the evolutionary response can differ. Our results highlight the complexity of the response of species to their environment. Knowledge about the amplitude of the response as well as the source of response (genetic variability versus phenotypic plasticity) are necessary to estimate the response of species to global environment changes, and then the evolution of biodiversity.