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Dernière mise à jour : Mai 2018

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E4E Evolution dans les écosystèmes forestiers

Responsables de l'équipe : Benjamin Brachi et Marta Benito

Gestionnaire référente : Florence Le Pierres

Contexte et enjeux

Les forêts sont des systèmes dynamiques où l’environnement change à des échelles de temps contrastées, allant de changements graduels s'étalant sur des centaines voire des millions d'années - comme dans le cas des conditions édaphiques et climatiques - à des changements rapides des communautés et des conditions micro-environnementales à l'échelle de quelques années voire de décennies, exacerbés par les effets dus aux changements globaux.
La biologie de l'évolution porte sur l'étude des changements des fréquences alléliques entre générations alors que l'écologie étudie les fluctuations démographiques et d'interactions écologiques. La différence entre temps écologiques et temps évolutifs a longtemps cloisonné ces champs disciplinaires. Toutefois, les processus évolutifs et écologiques peuvent avoir lieux aux mêmes échelles de temps. En effet, des résultats récents ont montré chez de nombreux organismes, y compris chez les arbres, que la sélection naturelle peut être forte et que les effets des processus évolutifs peuvent être observés à l'échelle d'une seule ou de quelques générations. En conséquence, les changements écologiques peuvent être un moteur de l'évolution et les changements phénotypiques induits par la sélection naturelle peuvent influencer les processus écologiques tels que la démographie des populations (densité et diversité des peuplements) ou les interactions biotiques à l'échelle des écosystèmes.
Dans ce contexte scientifique, notre ambition est de fluidifier la dynamique de partage des idées pour intégrer autant que possible les processus évolutifs et écologiques dans un même champ de recherche. Sur le plan plus appliqué, ces recherches devraient permettre de mieux caractériser le potentiel adaptatif des peuplements forestiers, de contribuer à la conservation et à la valorisation des ressources génétiques forestières et de proposer des pratiques de gestion sylvicoles qui tiennent comptent des processus évolutifs et écologiques.

Objectifs et stratégie scientifique

Les principaux objectifs de l'équipe sont les suivants :
1) Déterminer la part d'évolution adaptative dans les populations d’arbres forestiers et identifier les facteurs environnementaux (sensu lato) auxquels les populations d'arbres répondent.
2) Étudier l'évolution des traits fonctionnels par des approches de biogéographie pour mieux comprendre les changements de composition spécifique des forêts le long de gradients environnementaux
3) Proposer des explications au maintien de niveaux élevés de variabilité phénotypique au sein des populations
4) Comprendre en quoi la plasticité phénotypique peut être adaptative et appréhender son rôle dans la persistance et la résilience des populations
5) Quantifier le rôle du flux de gènes et de l'hybridation dans le potentiel adaptatif des populations
6) Identifier les fonctions moléculaires et les mécanismes de régulation génétique expliquant la variation naturelle de phénotypes adaptatifs
7) Étudier les relations entre changements micro-évolutifs au niveau phénotypique et génétique
Le paysage adaptatif, à savoir les valeurs sélectives des individus dans l'espace des valeurs des traits phénotypiques, et surtout la dynamique spatiale et temporelle d'un tel paysage, sont au centre de nos réflexions. Nous étudions en particulier comment les processus écologiques tel que la compétition, la prédation mais aussi la biogéographie interagissent pour façonner la variation naturelle de phénotypes comme les traits liés aux mécanismes de défense contre les maladies et les prédateurs, les traits de réponse aux stress, sans oublier la croissance, la phénologie et le succès reproducteur.

Impacts

Une telle approche aidera à comprendre, par exemple, comment la migration assistée, notamment par ses effets sur la diversité génétique et phénotypique, peut être un moyen de préserver les forêts en favorisant la résilience des populations plantées ou régénérées naturellement. La plupart des forêts françaises se régénèrent naturellement et le prélèvement des individus se fait principalement sur le critère de taille et de forme. Cette pression de sélection anthropique peut entraîner des pertes de diversité phénotypique sur des traits majeurs et influencer la trajectoire de sélection des individus face à la compétition intra-spécifique et sur la communauté des organismes associés dans la forêt. De même, sous les tropiques, les efforts de conservation et de restauration ont besoin d'intégrer le rôle fonctionnel de la diversité phénotypique (inter- et) intraspécifique et le niveau de diversité requis pour assurer la stabilité et la résilience des écosystèmes. A terme, nos recherches permettront d'évaluer les conséquences de différentes pratiques sylvicoles (e.g. : futée régulière versus futée irrégulière) sur la maintenance et l'évolution de la diversité génétique et phénotypique.

Mots-clés

Ecologie, Evolution, Arbres forestiers, Génétique, Génomique, Biogéographie, Ecophysiologie, Interactions biotiques

Membres de l'équipe

Permanents

CDD/Post-doctorants

Doctorants

Marta Benito-Garzon

Katharina Budde

Juliette Archambeau

Benjamin Brachi

Marina de Miguel

Alexandre Changenet

Myriam Heuertz

Laurent Lamarque

Homero Garate Escamilla

Grégoire Le Provost

Isabelle Lesur

Agathe Hurel

Sylvain Delzon

Natalia Vizcaino Palomar

Sylvain Schmitt

Santiago C.  Gonzalez Martinez

Stefanie Wagner

Antoine Kremer

Christophe Plomion

Annabel Porté

Regis Burlett

Ludovic Duvaux

Virgil Fievet

Benjamin Dencausse

Jean-Marc Louvet

Projets de recherche

  • International

FRANCE-BERKELEY https://fbf.berkeley.edu/2018-grantees
Projet France-Israel MAIMONIDE
Ci-Huen (Climat AmSud, ministère des affaires étrangères)

  • Europe

H2020 GENTREE  http://www.gentree-h2020.eu/
CLIMO COST ACTION  http://climo.unimol.it/
H2020 B4EST http://b4est.eu/
H2020 TREEPEACE http://www.treepeace.fr/

  • France

ANR MECC http://www.agence-nationale-recherche.fr/Projet-ANR-13-ADAP-0006
ANR H2oak https://www6.inra.fr/anr-h2oak_fre/
ANR Epitree https://www6.inra.fr/epitree-project/Le-projet-EPITREE
in sylva https://www6.inra.fr/in-sylva-france/

  • Région Nouvelle Aquitaine

Projet REGION XYLESCA
Projet REGION ATHENE

  • INRA-Université

DROUGHTFIRE ACCAF
DEFI (labex COTE)

  • Divers (mécénat,...)

Faux de Verzy (ONF-LVMH)
PHYSIOPATH https://www.plan-deperissement-vigne.fr/travaux-de-recherche/programmes-de-recherche/physiopath