Thymus vulgaris, un cas de polymorphisme chimique pour comprendre l'écologie évolutive des composés secondaires

The chemical polymorphism of Thymus vulgaris : a model system for the study of the evolutionary ecology of secondary compounds

• Auteur / Autrice : Justin Amiot
• Direction : John D. Thompson
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des populations et écologie
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Montpellier, ENSA

Mots clés

Mots clés contrôlés

Parasitisme

Métabolites

Effets du gel

Allélopathie

Plantes -- Distribution géographique

Écologie végétale

Thym

Résumé

Les variations intraspécifiques des composés secondaires des plantes constituent un excellent modèle d'étude de leurs multiples fonctions écologiques : c'est le cas de Thymus vulgaris qui exprime six formes chémotypes différents. Ils sont tous représentés dans la région de St Martin-de-Londres suivant une forte ségrégation entre chémotypes phénoliques et non-phénoliques. Au cours de cette thèse, nous nous sommes focalisés sur plusieurs facteurs écologiques jusqu'ici peu ou pas étudiés en rapport avec un polymorphisme chimique : 1. Cette ségrégation spatiale s'exprime à différentes échelles. Les facteurs du milieu abiotique peuvent-ils induire une variation des performances des chémotypes et ainsi influencer leur distribution ? 2. L'étude précédente nous a poussé à nous interroger sur les relations entre gel et chémotypes. Une expérience en conditions contrôlées nous a permis de mieux comprendre l'impact des gels exceptionnels sur leur distribution spatiale. 3. La dégradation de la litière issue de T. Vulgaris peut influencer germination et survie de ses propres plantules. Un mécanisme d'auto-allélopathie pourrait-il contribuer à maintenir la ségrégation chémotypique à l'échelle d'une population ? 4. Enfin, nous avons étudié les relations entre les chémotypes et un diptère parasite spécialiste du thym, Janetiella thymicola, induisant l'apparition de galles sur la plante. Nos résultats suggèrent que les composés secondaires jouent un rôle primordial dans le choix d'un hôte par l'insecte. Cette étude ouvre par ailleurs d'intéressantes perspectives sur les coûts impliqués par cette relation hôte-parasite. Les résultats que nous présentons soulignent l'importance écologique des métabolites secondaires, et pas seulement dans la défense contre les herbivores. Les multiples interactions auxquelles ils prennent part, tant avec le milieu biotique qu'abiotique, semblent avoir une influence majeure sur la distribution spatiale des espèces qui les produisent.

Intraspecific variation in plant secondary compound production provides an excellent model to study the multiple ecological functions of these compounds. Thymus vulgaris presents no less than six different chemotypes. Ln southern France, around the St-Martin-de-Londres basin, these chemotypes show a marked spatial segregation of phenolic and non-phenolic morphs. During this thesis, we examined the following themes : 1. The spatial segregation of chemotypes takes place on different scales. We thus asked whether the abiotic environment causes performance variation among chemotypes, th us influencing their distribution. 2. Do the chemotypes differ in the tolerance of exceptional freezing events ? 3. The degradation of the litter originating from T. Vulgaris may influence germination and survival of its own seedlings. Could an autoallelopathy mechanism in this species contribute to maintain spatial segregation at the population scale? 4. Finally, we studied the interaction between chemotypes and a poorly-known gall-making specialized diptera: Janetiella thymicola. Our results suggest that secondary compounds play a leading role in the choice of host plant. Furthermore, this study opens interesting perspectives on costs induced by this host-parasite relationship. The results presented here underline the ecological importance of secondary compounds, and not only as a defense mechanism against herbivores. Taking part in multiple biotic and abiotic interactions, secondary compounds can have a major influence on the spatial distribution of the species which produces them.