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Dernière mise à jour : Mai 2018

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Phénologie

phénologie, feuille, fruits, chêne, hêtre, température, adaptation, plasticité

pheno saison pyrenees

Photographie Y. Vitasse

Objectifs

Les événements phénologiques sont des marqueurs du climat mais jouent également un rôle central dans l’adaptation des êtres vivants aux variations climatiques. Dans le contexte actuel de changement climatique, ces caractères adaptatifs revêtent donc une importance croissante dans de nombreux domaines de recherche fondamentale et appliquée. La phénologie est un élément clé de la compréhension de la répartition géographique des espèces et écosystèmes car elle affecte la survie, le succès reproducteur et les interactions biotiques en fonction des conditions climatiques. Nos travaux précédents nous ont permis d’identifier plusieurs point-clés qu’il sera indispensable d’étudier et ont également soulevé des questions ou voies qui nous semblent intéressantes d’approfondir.

a. Nous avons mis en évidence une forte variabilité intra-populationnelle pour le débourrement et la coloration foliaire (279 ; 290). L’un de nos premiers objectifs sera donc d’identifier (i) les facteurs à l’origine du maintien de la variabilité de ces caractères et (ii) les facteurs qui conditionnent le maintien de la synchronisation phénologique et l’évolution de la composition des communautés. Pour cela, nous nous intéresserons à l’équilibre des pressions de sélection abiotiques (température) et biotiques (parasitisme, herbivorie) qui conditionne le maintien ou l’évolution de la variabilité de ces caractères.

b. Nos travaux précédents ont soulevé plusieurs questions sur les différenciations génétiques du débourrement (277). En effet, des clines opposés entre chêne et hêtre ont été mis en évidence en test de provenances pendant 3 années consécutives ; chez le hêtre, les populations de haute altitude débourrent plus tôt que celles de basse altitude lors qu’elles sont étudiées en plantation comparative (le cline étant opposé pour le chêne). Les pressions de sélection semblent donc être différentes pour ces deux espèces alors même qu’elles ont été échantillonnées le long du même gradient altitudinal. Nous poursuivrons ces travaux afin d’identifier les facteurs à l’origine de ces variations génétiques différentielles.

c. Nous étudierons comment les mécanismes évolutifs (mesure des taux d’évolution des arbres) observés à différentes échelles, de l’individu à la communauté, en passant par la population et l’espèce, jouent un rôle chez les arbres en augmentant leurs capacités d’adaptation au changement climatique.

d. Nous développerons également des travaux sur la relation existante entre l’écodormance et l’endodormance. Alors que nous sommes actuellement capables de prédire la date de débourrement à l’aide des variables climatiques, la date de levée de dormance reste une boite noire dans nos modèles. Or, sous l’effet du changement climatique, celle-ci pourrait devenir un facteur limitant notamment pour les populations en limite sud d’aire de répartition où les besoins en froid pourraient ne plus être satisfaits. La modélisation de ces paramètres devrait permettre de les intégrer au sein de modèles d’évolution des aires de répartition de différentes espèces.

e. Les travaux sur la dissection génétique des caractères phénologiques continueront au travers de deux approches complémentaires : l’identification de QTLs impliqués dans la date de débourrement et l’arrêt de croissance la recherche d’association gènes-caractères par l’analyse conjointe de la variabilité aux SNPs et des caractères dans des populations naturelles.

Approches méthodologiques et modèles biologiques

Ce projet « phénologie » se poursuit dans les forêts naturelles des Pyrénées le long des gradients altitudinaux et dans les tests de provenances et expérimentations de transplantations réciproques. Il repose sur les 4 expérimentations (in situ ou en test de provenances) installées collectivement par les équipes lors du précédent quadriennal (voir partie bilan) : transect in naturale long de gradients altitudinaux dans deux vallées pyrénéennes, tests de provenances, plantations dont les niveaux de diversité sont contrôlés, transplantations réciproques dans les vallées pyrénéennes.

Valorisations espérées

Le maintien et l’amélioration des capacités adaptatives (diversité génétique, plasticité…) des populations et des espèces seront primordiaux dans le long terme. Ces recherches visent donc à mieux comprendre le rôle de l’adaptation dans la persistance des populations sous l’impact du changement climatique et permettront ainsi d’identifier les mesures appropriées de gestion pour adapter dès aujourd’hui les forêts au climat de demain.