Diversité génétique et dynamique des forêts d’Afrique centrale : Une étude multi-échelle de la structure de la diversité génétique d’un arbre pionnier, Aucoumea klaineana

Genetic diversity and dynamics of central African rainforest. Insight from a multi-scale analysis of the structure of the genetic diversity of Aucoumea klaineana, a pioneer tree species

• Auteur / Autrice : Céline Born
• Direction : Martine Hossaert-McKey
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des populations et écologie
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Montpellier 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Aucoumea

Gabon

Forêts pluviales

Mots clés libres

Aucoumea klaineana

Forêt tropicale humide

Gabon

Refuges forestiers

Effets de fondations

Structure génétique spatiale

Syndromes de dispersion

Résumé

Cette thèse contribue à la compréhension des processus historiques, évolutifs et écologiques liés au maintien de la forte diversité biologique dans les forêts d'Afrique centrale. Notre approche est basée sur l'étude de la structuration de la diversité génétique intraspécifique d'Aucoumea klaineana, arbre pionnier endémique du domaine forestier de Basse Guinée. Plusieurs échelles spatiales ont été considérées afin de découpler les impacts des différents processus (historiques, évolutifs et écologiques) qui agissent à des pas de temps différents sur la diversité génétique. Nous avons montré qu'à l'échelle de l'aire de répartition, une grande part de l'hétérogénéité de la diversité génétique est expliquée par l'isolement historique de populations dans des refuges forestiers au cours du Dernier Maximum Glaciaire. Avec le retour des conditions favorables, les espèces forestières ont recolonisé les savanes pour atteindre leurs aires de distribution actuelles. Pour A. Klaineana, les effets de fondation responsable de la perte de diversité génétique associés aux processus de colonisation ont été évités grâce à l'homogénéité du succès reproducteur des individus. A l'échelle des populations, la structure génétique spatiale (SGS) résulte du processus d'isolement par la distance, l'équilibre formé entre flux de gènes et dérive. Une telle structuration est observée chez A. Klaineana, caractérisé par des distances de dispersion du pollen (128 m) et des graines (118 m) très limitées. Cet équilibre a été mis en évidence par des analyses de SGS qui laissent supposer que lorsque la densité d'arbre est plus faible et/ou que le milieu est ouvert, les distances de dispersion des gènes sont plus fortes. Ce résultat est lié aux syndromes de dispersion de l'espèce qui contribuent ainsi localement au maintien de la diversité génétique.

This work contributes to our knowledge on historical, evolutionary and ecological processes linked with the high biological diversity in central Africa. We studied the structure of the genetic diversity of Aucoumea klaineana, a pioneer tree species, endemic to the Lower Guinea forest domain. Several spatial-scales were considered to infer impacts of the different processes (historical, evolutionary and ecological) acting with distinct time-scales on the genetic diversity. Considering the intraspecific genetic variation in the contemporary distribution of species, we showed that the heterogeneity in the distribution of the genetic diversity is due to the isolation of several source populations in forest refugia during the Last Glacial Maximum. After dry and cold periods, forest species recolonized savannahs and reached their current distribution areas. In A. Klaineana, founder effects associated with colonization processes were avoided by the homogeneity in reproductive success in adult trees. At fine-scale, the spatial genetic structure (SGS) generally resulted from the isolation by distance process, the equilibrium between gene dispersal and drift. Such structure is observed for A. Klaineana, characterized by both limited pollen and seed dispersal distances (128 and 118 m respectively). Here, SGS analyses may illustrate that reduced density of trees and/or forest opening is compensated by higher gene dispersal distances. This result is linked with dispersal syndromes of the species that locally contribute to the maintenance of the genetic diversity.