Soutenance de thèse de Lorraine BOTTIN 27 février 2006

Déterminants de la variation moléculaire et phénotypique d’une espèce forestière en milieu insulaire

Cas de Santalum austrocaledonicum en Nouvelle-Calédonie

Soutenance de thèse de Lorraine BOTTIN

27 février 2006

1. Diversité et structuration génétiques sur la base de marqueurs microsatellites

2. Diversité des caractères phénotypiques

Introduction : les systèmes insulaires

Perspectives de recherche

Conclusion

Déterminants de la variation moléculaire et phénotypique d’une espèce forestière en milieu insulaire

Cas de Santalum austrocaledonicum en Nouvelle-Calédonie

Les systèmes insulaires: des « laboratoires évolutifs »

Introduction

Nouvelle Calédonie, île de Grande Terre

altitude

Écosystèmes uniques

Diversité des biotopes / taille île :

Introduction


GRANDE TERRE

OUVEA

LIFOU

MARE

ILE DES PINS

ILES LOYAUTE Origine géologique :

Grande Terre + île des Pins: Gondwana

Îles Loyauté: anciens volcans

ennoyés, comblés par calcaire corallien

composition du sol

altitude



climat

Introduction


composition du sol

altitude



2000 mm/an

900-1000 mm/an

1500 mm/an

Introduction

Ex : gigantisme des graines (Carlquist, 1980)


Humidité croissante

Biocénoses adaptées aux conditions insulaires. Nanisme et gigantismeExemples d’adaptation :


Diversité des biotopes / taille île.

5 cm

0.5 cm

Introduction


Autogamie (plantes) : adaptation au manque de pollinisateurs

Ex : Cyclamen balearicum vs Cyclamen hederifolium

Cyclamen balearicum (insulaire) Cyclamen hederifolium

Biocénoses adaptées aux conditions insulaires. Nanisme et gigantismeExemples d’adaptation :




Introduction


Perte des structures de dissémination et des facultés de vol

Biocénoses adaptées aux conditions insulaires. Nanisme et gigantisme Exemples d’adaptation :



Cagou (Nouvelle

Calédonie)

Bidens pilosa (Amérique continentale)

Bidens populifolia (Hawaï)




Introduction


Biocénoses adaptées aux conditions insulaires. Nanisme et gigantisme :Exemples d’adaptation :



Ensemble d’espèces adaptés au milieu, vulnérables face aux invasions

donc particulièrement soumis aux extinctions

Perte des structures de dissémination et des facultés de vol




Statut isolé Migration réduite diminution / rupture du flux de gènes

Introduction


1000 km100 km


Forces évolutives particulières par rapport au continent Sélection naturelle pour s’adapter aux écosystèmes insulaires

150 km1500 km

Faible taille des populations Phénomènes stochastiques : dérive génétique

Introduction

Faible nombre d’individus fondateurs


100 km

Statut isolé Migration réduite



diminution / rupture du flux de gènes

5 km

Espèces insulaires

plus différenciées que les espèces continentales

possèdent moins de diversité

Introduction



Faible taille des populations Phénomènes stochastiques : dérive génétique





Plantes insulaires : modèles pour aborder de nombreux problèmes en biologie évolutive

Les bénéfices adaptatifs de l’autogamie et l’allogamie

Rôle des processus stochastiques, de la sélection et de la migration dans l’évolution des espèces

Processus de spéciation

Processus d’extinction

Introduction



Forces évolutives particulières par rapport au continent

Introduction

Choix d’une espèce végétale de milieu insulaire : Santalum austrocaledonicum, espèce à forte valeur patrimoniale en Nouvelle-Calédonie, menacée après surexploitation.



Plantes insulaires : modèles pour aborder de nombreux problèmes en biologie évolutive

Forces évolutives particulières par rapport au continent

S spicatum

S obtusifolium

S murrayanum

S Album

S acuminatum

S Boninense

S ellipticum

S freycinetianum

S paniculatum

S laleakalae

S yasi

S fernandezianum

S macgregorii

Figure 1: localisation des différentes espèces du genre Santalum

S insulare

S. austrocaledonicum

L’espèce Santalum austrocaledonicum au sein du genre Santalum

Introduction

Osyris albaColpoon compressumS. acuminatum WA Australia S. acuminatum WA AustraliaS. acuminatum SA AustraliaS. acuminatum NSW AustraliaS. acuminatum NSWAustraliaS. acuminatum VIC AustraliaS. fernandezianum Juan FernandezS. spicatum SA AustraliaS. spicatum WA AustraliaS. spicatum WA AustraliaS. murrayanum VIC AustraliaS. murrayanum SA Australia S. lanceolatum NSW AustraliaS. lanceolatum QNS AustraliaS. lanceolatum SA Australia S. austrocaledonicum VanuatuS. lanceolatum NT AustraliaS. ellipticum Oahu S. ellipticum OahuS. ellipticum OahuS. ellipticum var. littorale OahuS. paniculatum Hawaii S. paniculatum HawaiiS. macgregorii PNGS. macgregorii PNGS. macgregorii PNG

S. insulare var. raivanse RaivaveS. insulare var. raiateense RaiateaS. insulare var. hendersonense HendersonS. insulare var. mitiaro CooksS. insulare HendersonS. insulare var. marchionense Marquesas S. insulare TahitiS. boninense BoninS. freycinetinaum var. pyrularium KauaiS. freycinetianum var. lanaiense MauiS. freycinetianum MolokaiS. freycinetianum OahuS. freycinetianum MolokaiS. haleakalae MauiS. obtusifolium NSW AustraliaS. austrocaledonicum New CaledoniaS. obtusifolium QNS AustraliaS. yasi FijiS. yasi TongaS. yasi TongaS. album NT AustraliaS. album India

100

100

66

98

63

97

949267

88

81

81

88

6366

91

92

98

88

95 67

74

8368

75

Australie

Hawaï

Juan FernandezVanuatu

PolynésieBoninNlle CalédonieFiji, Tonga Inde


Introduction

ADN chloroplastique (TrnK)

ADN ribosomal : séquences ITS et ETS de la zone 18S-26S

Phylogénie obtenue avec

S spicatum

S obtusifolium

S murrayanum

S Album

S acuminatum

S Boninense

S ellipticum

S freycinetianum

S paniculatum

S laleakalae

S yasi

S fernandezianum

S macgregorii

Figure 1: localisation des différentes espèces du genre Santalum

S insulare

S. austrocaledonicum?


Introduction

Caractéristiques botaniques-Arbre, Angiospermes

-Taille moyenne : 6 à 8m, diamètre à 1,3m : 30 cm à maturité.

-Feuilles : individus juvéniles (50 x 6 mm) différents ind. adultes (50 x 30 mm).-Fleurs : blanches verdâtres, apétales. Plusieurs périodes de floraison.

-Fruit : drupe charnue (10 x 15 mm).

Feuilles d’individus juvéniles

L’espèce Santalum austrocaledonicum

Introduction

Caractéristiques botaniques

-Racines : munies d’haustoria (suçoirs) font du Santal un hémiparasite non spécifique

-Arbre, Angiospermes

-Taille moyenne : 6 à 8m, diamètre à 1,3m : 30 cm à maturité.

-Feuilles : individus juvéniles (50 x 6 mm) différents ind. adultes (50 x 30 mm).-Fleurs : blanches verdâtres, apétales. Plusieurs périodes de floraison.

-Fruit : drupe charnue (10 x 15 mm).

Introduction


Racine de Citrus reticulata parasitée par un Santal

Haustoria

Traces laissées par des

haustoria

Le « bois de Santal » = bois de cœur

Exploitable lorsque l’arbre a 30 ans

Utilisé en parfumerie et cosmétique (huile essentielle) et en artisanat (bois)

Santalum austrocaledonicum: surexploitée au 19ème siècle, toujours exploitée actuellement

1. La Nouvelle-Calédonie et l’espèce Santalum austrocaledonicum


Aubier

Bois de cœur

-Reproduction sexuée :

Entomophile, dispersion des graines par zoochorie (oiseaux)

A priori allogame et autogame: étude en cours

Reproduction

-Reproduction asexuée :

Rejet de souche après une coupe

Drageons

Introduction


Répartition dans l’archipel

Différence Grande Terre / îles Loyauté

Sur Grande Terre : petites populations reliques: une forme d’insularité

Îles Loyauté

Îles Loyauté

Île des Pins

Ouvéa

Lifou

Maré

Grande Terre<1 000

242 000

100 000

127 000

61 000


Introduction

Questions de recherche

Introduction

Comment s’établissent les flux de gènes au sein de l’archipel calédonien?

Existe t-il des variations phénotypiques de l’espèce au sein de l’archipel?

Si oui, quel est le déterminisme génétique de cette variation?

Cette variation est-elle adaptative?

Dans quelle mesure l’isolement des îles influence les phénomènes de dérive et migration?

Si oui, quelles sont les pressions de sélection spécifiques à l’écosystème calédonien?

Quels sont les patrons de diversité entre et à l’intérieur des populations?

Comment élaborer une stratégie de gestion de l’espèce dans un but de conservation?

caractères moléculaires neutres non soumis à la sélection

caractères a priori liés à l’adaptation

Introduction

Marqueurs microsatellites nucléaires et chloroplastiques

Taille des graines et des feuilles juvéniles, composition chimique du bois de cœur

Stratégie

Combiner l’analyse de différents caractères

Établir la relation entre cette variabilité et l’isolement des îles ou populations, leur petite taille impact de la dérive et de la

migration

les variables abiotiques (climat (pluviométrie, température), sol ) impact de la sélection

1. Diversité et structuration génétiques sur la base de marqueurs

microsatellites

Objectif: comprendre les phénomènes de dérive et de migration au sein de l’archipel

ÉchantillonnageSur l’ensemble de l’archipel, plusieurs campagnes de récolte.

Iles Loyauté : 240 Grande Terre : 306 Ile des Pins : 69 Vanuatu : 11

Total : 626 individus

Îles Loyauté

Déséquilibré Exhaustif sur Grande Terre (sauf Ouen Toro), non exhaustif sur Loyautés et île des Pins

Surfaces recouvertes différentes.

Nombre d’individus par population différent.

Grande Terre

Ouen Toro (22)

Païta (53)

Dumbéa (9) Mont Dore (2) Nouville (34) Vavouto (34)

Pindai (26)

Tiéai (10)

Oundjo (2)

Koumak (10)

Malhec (40)

Tangadiou (5)

Île des Pins (69)

Ouvéa (48)

Lifou (103)

Maré (89)

1. Diversité et structuration génétique sur la base de marqueurs microsatellites

300 m

10 km


ÉchantillonnageSur l’ensemble de l’archipel, plusieurs campagnes de récolte. Déséquilibré Exhaustif sur Grande Terre (sauf Ouen Toro), non exhaustif sur Loyautés et île des Pins

Surfaces recouvertes différentes.

Nombre d’individus par population différent.

Diversité et structuration ENTRE populations Diversité et structuration chloroplastique : 15 chlorotypes

Différence Grande Terre / îles Loyauté rupture très ancienne du flux de gènes.


Arbre des distances génétiques (chloroplastes)

Fst = 0.6

Malhec

Pindaï

Païta

Ouen Toro Ile des Pins

Maré

Lifou

Ouvéa Hienghène

Tiéa

Répartition des chlorotypes dans l’archipel

îles Loyauté

île des Pins

Grande Terre

: 15 chlorotypesDifférence Grande Terre / îles Loyauté rupture très ancienne du flux de gènes.

Diversité et structuration sur la base des microsatellites nucléaires8 loci microsatellites

Fst = 0.6

Arbre des distances génétiques (ADN nucléaire)

Fst = 0.33

îles Loyauté

Grande Terre

île des Pins


Diversité et structuration ENTRE populations Diversité et structuration chloroplastique

Proximité Grande Terre / île des Pins

= même origine géologique et communication durant la

dernière glaciation



Fst = 0.6

Fst = 0.33

Fis = 0.17 ***

Fis = 0.0 ns

Fis = 0.25 ***

Fis = 0.62 ***

Fis = 0.14 *

Ile des Pins

Maré

Ouvéa

Lifou

Grande Terre Fis = 0.17 ***

Effet Wahlund

0.09***

0.03*** 0.00ns

-0.02ns

-0.05ns

-0.03 ns

Nombreux Fis positifs



Fis = 0.17 ***

Fis = 0.0 ns

Fis = 0.25 ***

Fis = 0.62 ***

Fis = 0.14 *

Ile des Pins

Maré

Ouvéa

Lifou

Grande Terre

Fis = 0.14 *

Fis = 0.25***

Fis = 0.62 ***

Effet Wahlund

Allèles nuls

Autofécondation

Autofécondation due à déficit de pollinisateurs?

(Barrett, 1996)



Fst = 0.6

Fst = 0.33Nombreux Fis positifs





Fst = 0.6


Comparaison avec d’autres espèces




distribution Espèce H enuc F stnuc F is Réference

Santalum austrocaledonicum 0.11-0.74 0.33 0.03-0.67 Bottin et al. (2005)

Pterocapus officinalis jacq. 0.24-0.59 0.29 0.04-0.37 Müller (soumis)

Santalum insulare 0.27-0.56 0.23 0.12 Lhuillier (soumis)

Caryocar brasiliense 0.58–0.85 0.11 0.1-0.17 Collevatti et al . (2001)

Vitellaria paradoxa 0.25–0.42 0.05 ns Sanou et al. (2005)

Grevillea macleayana 0.42–0.53 0.22 0.07-0.31 England et al . (2002)

Vouacapoua americana 0.34–0.52 0.08 0.09-0.22 Dutech et al . (2004)

Symphonia globulifera 0.72-0.85 - 0.2 Aldrich et al. (1998)

Swietenia macrophylla 0.78-0.81 0.1 0.06-0.10 Lemes et al. (2003)

Swietenia macrophylla 0.59-0.80 0.11 0.07-0.24 Novick et al . (2003)

Melaleuca alternifolia 0.13–0.92 0.07 0.07-0.29 Rossetto et al. (1999)

con

tine

nta

lein

sula

ire



Fst = 0.6


Comparaison avec d’autres espèces



CONCLUSIONS : Un fort impact de la dérive, exacerbée par l’isolement des îles

Un régime de reproduction ayant évolué vers l’autogamie


Diversité et structuration INTRA populations Diversité et structuration chloroplastique : des cas différents selon les îles

généralement peu de structurationîle des Pins

Maré

Lifou

Ouvéa

2.5 km10 km

5 km5 km


Diversité et structuration INTRA populations Diversité et structuration chloroplastique : des cas différents selon les îles

généralement peu de structuration

Structuration sur la base des microsatellites nucléaires :

CONCLUSION : Faible structuration intra population / intra îles Loyauté

Mantel absence d’isolement par la distance

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 500 1000 1500 2000 2500

distances géographiques

dis

tan

ces

gén

étiq

ues

Païta

2. Diversité des caractères phénotypiques

Objectif: identifier les déterminants (biotiques, abiotiques, génétiques) de la variation des graines, des feuilles juvéniles et de la composition chimique

du bois de cœur

Échantillonnage

2. Variation phénotypique

Graines et feuilles juvéniles:

Échantillonnage de graines, très déséquilibré, sur plusieurs années (depuis 1994).

Mise en place d’un essai contrôlé feuilles juvéniles.

Copeaux de bois de cœur

Échantillonnage équilibré, réalisé en 2003

HienghèneGraines et feuilles

juvéniles

Îles Loyauté

Grande Terre

100 km

Lifou

Malhec

Bois de cœur

Ouen Toro

Ouvéa

île des Pins

Païta

Koumak

Pindaï Maré

2.1. Taille des graines et des feuilles juvéniles

2. Variation phénotypique: taille des graines et des feuilles juvéniles

1

3

5

7

9

11

13

15

25 40 55 70 85

longueur (mm)

larg

ue

ur

(mm

) Maré et Ouvéa

Ile des Pins

Ouen Toro

Pindaï

Koumak

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1.1

0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3

longueur (cm)

larg

eu

r (c

m) Ouvéa

Maré

île des Pins

Ouen Toro

Païta i.s.

Pindaï i.s.

Feuilles juvéniles graines

Des différences significatives entre populations

Ouen Toro : 7.18 x 0.38 cm

Ouvéa / Maré: 4.23 x 1.1 cm

Île des Pins: 4.91 x 0.53 cm

Ouvéa / Maré: 0.94 x 0.8 cm

Ouen Toro : 0.76 x 0.59 cm

Île des Pins: 0.89 x 0.69 cm

0

4

8

12

16

20

24

Dis

sim

ilar

ité

Dendrogramme

Ouv

éa

Mar

é

Paî

ta

Oue

ntor

o

Ile d

es P

ins

Pin

daï

Kou

mac

îles LoyautéGrande Terre

2.1. Taille des graines et des feuilles juvéniles


Des différences significatives entre populations

Ile des Pins

Maré

Ouvéa

Lifou Grande Terre

1500 mm/an2000 mm/an900 m

m/an


Déterminants de la variation de la taille des feuilles et des grainesUn déterminisme génétique = héritabilité de 42% à 85%

Effet de la dérive / faible migration? Structuration Grande Terre / Loyautés comme pour les microsatellites (marqueurs neutres) un effet possible

Effet de l’adaptation?

Pluviométrie? Grandes différences selon les localités. Corrélation significative et positive de la pluviométrie avec taille des graines et largeur des feuilles

Graines + grosses en zone humide car compétition

Feuilles + fines pour limiter la transpiration en zone sèche

Oui car Qst > Fst

Influence possible d’autres facteurs (non testés) :

Un déterminisme génétique = héritabilité de 42% à 85%

Déterminants de la variation de la taille des feuilles et des graines

Effet de la dérive / faible migration? Structuration Grande Terre / Loyautés comme pour les microsatellites (marqueurs neutres) un effet de dérive possible

Effet de l’adaptation? Oui car Qst > Fst


Pluviométrie? Grandes différences selon les localités. Corrélation significative et positive de la pluviométrie avec taille des graines et largeur des feuilles

Graines + grosses en zone humide car compétition

Feuilles + fines pour limiter la transpiration en zone sèche

altitude,

température,

sol (sols calcaires de mauvaise qualité sur Loyautés),

cortège d’oiseaux disperseurs,

plante hôte.

2.2. Composition chimique du bois de cœur

2. Variation phénotypique: composition chimique du bois de coeur

Le bois de cœur de Santal, zone productrice d’huiles essentielles

Essences très volatiles, non miscibles à l'eau et souvent parfumées.

Santal: Formation dans la zone de transition aubier / bois de cœur.

Huiles essentielles = composés secondaires des plantes: rôle défensif, et moteur évolutif.

Santalum austrocaledonicum: un rôle de résistance aux champignons et termites

Pression de sélection biotique?

Extraction au solvant (CHCl3) de la « concrète » : mêmes molécules que l’huile essentielle + autres molécules

Chromatographie en phase gazeuse

Analyse statistique des pics : l’aire d’un pic sur le chromatogramme est représentative de sa quantité dans la concrète pics exprimés en pourcentage d’aire de concrète

Etalon octanolEtalon octanol hydrocarbureshydrocarbures

Sesquiterpènes oxygénés = mono-alcoolsSesquiterpènes oxygénés = mono-alcools

diolsdiols

Huile essentielle

Concrète


Analyses chimiques

0

10

20

30

40

50

60

(+)-(Z)-a-santalol (30) (-)-(Z)-a-trans-bergamotol (34) (-)-(Z)-b-santalol (40) (E)-lanceol (50)

Hienghene

Malhec

Pindaï

Paita

Ile Des Pins

Lifou

Mare

Ouvea

33 pics

Hydrocarbures : 3.56% de l’aire totale de la concrète, Alcools : 89.0%, Diols : 3.54%.

Molécules les plus importantes (aire > 5%) : -santalol, -transbergamotol, -santalol et (E)-lancéol


Description de la variabilité sur l’ensemble de la Nouvelle-Calédonie

Comparaison avec d’autres espèces de Santal

Molécules les plus importantes (aire > 5%) : -santalol, -transbergamotol, -santalol et (E)-lancéol


Description de la variabilité sur l’ensemble de la Nouvelle-Calédonie

33 pics

Hydrocarbures : 3.56% de l’aire totale de la concrète, Alcools : 89.0%, Diols : 3.54%.

Individus (axes F1 et F2 : 59.30 %)

-5

0

5

10

-5 0 5 10

-- axe F1 (39.43 %) -->

-- a

xe F

2 (1

9.87

%)

-->

Hienghene

Ile Des Pins

Lifou

Malhec

Mare

Ouvea

Paita

Pindaï


-4

-2

0

2

4

6

-4 -2 0 2 4 6 8

-- axe F1 (39.43 %) -->

-- a

xe F

3 (1

6.25

%)

-->

Hienghene

Ile Des Pins

Lifou

Malhec

Mare

Ouvea

Paita

Pindaï

Variation entre populations par approche multivariée

Malhec

Pindaï

Malhec

Hienghène

Malhec: une faible teneur en-santalol et forte teneur en (E)-lancéol

Pindaï: forte teneur en molécule du pic 79

Hienghène: forte teneurs en dérivés de l’-santalène


Variation inter et intra-population par modèle à effets aléatoires

18.9% de la variance totale des pics est due aux différences entre populations.

-santalol : 19.68%, -trans-bergamotol : 9.06 %, -santalol : 22.52%, (E)-lanceol : 13.26%.

Variation entre groupes d’îles par approche multivariée


-3

-1

1

3

5

-5 -3 -1 1 3

-- axe F1 (77.72 %) -->

-- a

xe F

2 (2

2.28

%)

-->

Grande Terre

Ile Des Pins

LoyautésDifférences significatives

entre Grande Terre, île des Pins et Loyautés


Déterminants de la variation chimique

Pluviométrie: non corrélée à 31 pics sur 33.

Sol: Malhec (sol fersiallitique) : effet différent sur la composition chimique. Influence du sol ou autre facteur?

Effet de la dérive et de l’isolementSi même effet sur les huiles et les microsatellites structuration similaire des populations.arbre des distances génétiques (microsatellites nucléaires) arbre des distances chimiques

Arbres de distance différents: dérive et isolement ont moins d’effet que l’adaptation


Effet des facteurs abiotiques

Adaptation à des cortèges d’insectes particuliers selon les localités à tester

Effet des plantes parasitées: nature et quantité d’espèces parasitées à tester


Effet des facteurs biotiques

Conclusions principales

Une structuration génétique marquée (Fstnucl = 0.33, Fstchl = 0.66), particulièrement entre les îles Loyauté et Grande Terre / île des Pins.

Influence combinée de la dérive et de la faible migration

Microsatellites chloroplastiques

Loyautés Loyautés

Grande Terre / île des Pins


Microsatellites nucléaires

Conclusion

Causes :

Dérive = effets de fondation (îles Loyauté)

petites populations (Grande Terre)

Migration faible due à l’isolement des îles et des populations de Grande Terre

Loyautés Loyautés





0

4

8

12

16

20

24

Dis

sim

ilar

ité

Dendrogramme

Ouv

éa

Mar

é

Paî

ta

Oue

ntor

o

Ile d

es P

ins

Pin

daï

Kou

mac

îles Loyauté

Grande Terre

Feuilles juvéniles et graines Un effet de la dérive et l’isolement possible

Mais ces facteurs n’agissent pas seuls: Qst > Fst un effet de la sélection

Conclusion


Loyautés Loyautés



0

4

8

12

16

20

24

Dis

sim

ilar

ité

Dendrogramme

Ouv

éa

Mar

é

Paî

ta

Oue

ntor

o

Ile d

es P

ins

Pin

daï

Kou

mac

îles Loyauté

Grande Terre



Feuilles juvéniles et graines

Composition chimique

Adaptation locale

prépondérante

Conclusion


Taille des graines et des feuilles juvéniles : adaptation à la pluviométrie, au type de sol et au espèces d’oiseaux disperseurs présentes.

Influence de l’adaptation locale

Composition chimique : pas d’adaptation aux facteurs abiotiques, adaptation au cortège d’insectes, et peut-être plante hôte.

Mais échantillonnage lacunaire et peu précis : résultats à prendre avec précaution.

Conclusion

Conclusion

Une évolution caractéristique des espèces insulaires

Faible taille des populationsdérive génétique



Sélection naturelle particulière (hypothèses probables)


Forte structuration des populations

Diminution des disperseurs variation de taille des graines

Diminution des pollinisateurs autogamie

Particularité des sols insulaires taille des graines

Particularité des communautés végétales plantes hôtes huiles, graines, feuilles

Particularité des insectes et champignons ravageurs du bois huiles

Application à la conservation de l’espèce

Pourquoi conserver Santalum austrocaledonicum ?

Forte exploitation au 19ème siècle : diminution drastique des populations, particulièrement à Grande Terre

Mise en place de quotas (1988), basés uniquement sur des résultats démographiques

Nécessité de prise en compte de la génétique et de l’adaptation au milieu

Méthode de Crandall (2000) : combiner des données moléculaires et adaptatives à différents niveaux temporels pour établir des unités de conservation.

Recommandation de gestion: Grande Terre / Loyauté : ne pas permettre le flux de gènes

Résultats à appliquer sur le terrain mesures de gestion concrètes

Conclusion

Perspectives de recherche

Confirmation du fort Fis sur l’île échantillonnage plus exhaustif

1/ Impact de l’insularité sur le régime de reproduction à Maré. Comparaison avec la population de Ouen Toro

Taux d’autofécondation récolte de graines, génotypage des individus

Une adaptation morphologique à l’autofécondation? étude des pièces florales

Vérification de l’hypothèse que l’autogamie est due à un déficit de pollinisateurs insectes pollinisateurs de Maré

Perspectives

Meilleure connaissance de la phénologie de Santalum austrocaledonicum

Suivi phénologique d’une 50aine de Santals

Spatialisation de la diversité

Inventaire exhaustif d’une partie de la population (600 individus), récolte des feuilles analyse microsatellites

Flux de gènes, régime de reproduction

Récolte de graines sur une 30aine de Santals, plantation en pépinière.

étude en cours à Ouen Toro : dynamique spatiale de la diversité génétique à l’échelle d’une population

Perspectives

Un échantillonnage plus exhaustif, avec une meilleure traçabilité des provenances.

Mesure d’autres traits adaptatifs et traits liés à l’histoire de vie

2/ Déterminants de la variabilité des caractères adaptatifs

Perspectives

Vitesse de croissance des semis

Production de graines

Mesure des traits le long d’un gradient (ex: pluviométrie)

Mise en place d’un essai plus rigoureux, éventuellement multi-sites.

3/ Étude spatiale de la dynamique intra-île

Hétérogénéité du milieu Dynamique des populations différentes selon les localités

Bonne régénération dans les zones de jachère (groupe 1)

Régénération faible dans les zones récemment fermées (groupe 2)

Régénération faible et nombreux arbres de gros diamètres fermeture du milieu très ancienne (groupe 3)

Objectif: évaluer la structure de la diversité génétique selon les caractéristiques démographiques des populations.

Microsatellites sur l’une des îles Loyauté

Perspectives

0-1010-2020-3030-4040-5050-60

De

nsi

té N

/ha

00

20

40

60

80

Groupes démographiques sur Maré

1 2 3

Et des « merci » particuliers…

Aux membres du jury

Hery Emeline Haby SophieMireille

RoselyneAlex

Et Jean-Marc BOUVET

Liva

À toute l’équipe du CIRAD-forêt

Au DEA BEE 2001… un

grand crû!

À Sophie, Fred, Thomas, Guillaume,Cédric et Matthieu

À Pascal ;)

À Manon et Sylvain

Et un trèèès grand merci à mes parents!

Daniel VERHAGEN

Frédéric MORTIER

Jean-Marc GION

Olivier MONTEUUIS

Robert NASI

Au personnel de Nouvelle-Calédonie

Jacques TASSIN

Alexandre LAGRANGE

Géraldine DERROIRE

Camille ISNARD

Colin GODEFFROY

Au laboratoire de chimie des substances naturelles

de Tahiti

Jean François BUTAUD

Phila RAHARIVELOMANANA

Jean-Pierre BIANCHINI

Jean-Christophe GLASZMANN

Isabelle OLIVIERI

Frédéric AUSTERLITZ

Frédéric HOSPITAL

Claire BILLOT

À toutes les personnes qui m’ont aidé au cours de ma thèse

Mais aussi…

Conclusion

Forces évolutives

Caractères étudiés

Marqueurs neutres Marqueurs potentiellement adaptatifs

Microsat. nucléaires

Microsat. chlorop.

Taille des graines

Taille des feuilles juv.

Composition chimique.

Dérive (effet fondation, petites tailles pop)

Migration

Sélection

Pluviométrie

Sol

Altitude

Température

Oiseaux disperseurs

Insectes phytophages

Plante hôte

??

??

??

??

? ? ?

??

? ?

Soutenance de thèse de Lorraine BOTTIN 27 février 2006

Documents

Transcript of Soutenance de thèse de Lorraine BOTTIN 27 février 2006