La dispersion des glands et ses conséquences pour la régénération et l'expansion des peuplements forestiers.

Acorn dispersal and its consequences for forest stand regeneration and expansion.

• Auteur / Autrice : Gabriel Gerzabek
• Direction : Arndt Hampe
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Écologie évolutive, fonctionnelle et des communautés
• Date : Soutenance le 15/12/2016
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et Environnements (Pessac, Gironde)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : BIOdiversité, GEnes et Communautés (Bordeaux)
• Jury : Président / Présidente : Santiago Gonzalez-Martinez
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Josep Espeltal-Morral, Ricardo Alia

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chênes

Plantes -- Régénération (biologie)

Mots clés libres

Dispersion

Expansion

Recrutement

Quercus robur

Régénération

Seed dispersal

Expansion

Recruitment

Quercus robur

Regeneration

Résumé

La dispersion des graines génère le patron initial de la régénération des plantes, avec des conséquences sur l'ensemble des processus démographiques subséquents. Chez les plantes, tel que les chênes, dont la dispersion des graines dépend d'une interaction avec un agent de dispersion animal, le comportement de ce dernier peut profondément impacter la structure spatiale, démographique et génétique de la régénération. Etablir de façon univoque un lien entre l'origine d'une graine et son sort post-dispersion peu s'avérer difficile et constitue un frein à la compréhension de l'influence des disperseurs sur la régénération du chêne. L'objectif de cette thèse est d'étudier les déterminants et les conséquences de la dispersion des glands par les disperseurs sur les patrons naturels de la régénération, ainsi que le résultat de ce processus en terme de succès reproducteur des arbres adultes dans un peuplement de chênes se régénérant de façon naturelle. Pour ce faire, j'ai combiné une approche par analyse de parenté appliquée à un échantillon représentatif d'un peuplement de chênes génotypés et un suivi détaillé des plantules génotypées afin d'évaluer leur performance jusqu'à l'âge de trois ans. Cette étude a révélé que les agents de dispersion tendent à sélectionner préférentiellement les arbres les plus féconds. En effet, le succès de dispersion des arbres était exclusivement déterminé par des patrons spatiaux d'abondance de glands. Cependant, le phénomène de satiation du disperseur ainsi qu'une forte variabilité inter-habitat en terme de succès de recrutement tendaient à amoindrir la domination de la régénération par les quelques arbres les plus féconds.Initialement, la reproduction dans ce peuplement était dominée par quelques arbres très féconds. Des différences en terme de succès de recrutement tendaient à réduire cet avantage, suggérant que les inégalités reproductives déclinent rapidement, le nombre d'arbres reproducteurs augmentant au cours du processus d'expansion. Cependant, la mortalité des plantules durant les trois ans de cette étude a eu un effet limité sur la diversité génétique de la cohorte, ce qui suppose un processus entièrement déterminé par des facteurs environnementaux.

Seed dispersal generates the initial template of plant regeneration with cascading effects on all subsequent plant demographic processes. In animal-dispersed plants such as oaks, the dispersers’ behaviour can profoundly impact the spatial, demographical and genetic structure of regeneration. However, the difficulty to unequivocally link the origin of dispersed seeds with their post-dispersal fate prevents us to thoroughly understand the role of scatter-hoarding acorn dispersers for oak regeneration. The overall goal of the present doctoral thesis was to investigate drivers and consequences of acorn dispersal by scatter-hoarding animals on natural patterns of early oak regeneration and the resulting reproductive success of trees within a small, naturally regenerating oak forest stand. For this aim, I combined Bayesian parentage analyses approach applied to an extensive genotyped oak stand and a detailed monitoring of the genotyped seedlings that assessed their performance until an age of 3 years. This study revealed that the behaviour of acorn dispersers should favour the relevance of large, prolific trees as dispersal success was exclusively driven by spatial patterns of acorn abundance. However, this maternal reproductive dominance decreased during the early seedling establishment due differential recruitment success driven by disperser satiation and high habitat-related variability in seedling performance and mortality. A few highly fertile trees dominated reproduction in the stand. Differential recruitment success tended to reduce their initial advantage, suggesting that reproductive inequality might rapidly decline as more trees start to reproduce along the expansion process. However, seedling mortality over three years had rather narrow effects on the cohort’s genetic diversity advocate for an entirely environment-driven process.