Dynamique et dispersion d'une espèce cultivée échappée des champs : le cas du colza

Dynamics and dispersal of a cultivated species escaping from crops : oilseed rape as a case study

• Auteur / Autrice : Aurélie Garnier
• Direction : Jane Lecomte
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques. Écologie
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés libres

Brassica napus L.

Résumé

Cette thèse identifie et quantifie certains processus gouvernant l'échappement du colza, sa persistance et son expansion en milieu hors-champ. Tout d'abord, des analyses d'élasticité réalisées sur deux modèles montrent que la banque de graines, l'immigration et la dispersion à longue distance déterminent la dynamique et la dispersion du colza hors-champ. Ensuite, un modèle statistique fournit des paramètres démographiques à partir d'un suivi pluriannuel. Il montre que l'immigration est stochastique et apporte en moyenne quelques centaines ou dizaines de graines par mètre de bordure de route, selon sa provenance. Seules 5% des plantes parviennent à maturité, chacune ne produisant que 2 à 3 rosettes. Des simulations, réalisées avec les précédents paramètres, montrent que les populations hors-champ persistent de 5 à 7 ans, essentiellement via une banque de graines alimentée par l'immigration. Pour finir, des approches complémentaires permettent d'estimer plusieurs modes de dispersion de graines. Une expérience montre que les graines tombées sur le sol peuvent être ré-entraînées, probablement par les véhicules. Une méthode de maximisation de vraisemblance, utilisant un modèle de flux de graines et des données spatiales et génétiques, montre que la moitié des plantes hors-champ proviennent de sources inconnues, les autres provenant des champs à maturité adjacents. La majorité des graines dispersées ainsi restent sur la bordure adjacente aux champs. Les rares populations de colza hors-champ de grande taille doivent être étudiées finement car elles pourraient avoir des capacités de persistance et de dispersion plus importantes et donc influencer les flux de (trans-)gènes.

This thesis identifies and quantifies some key-processes governing the escape of oilseed rape from crops, its persistence and expansion in uncultivated areas. First, elasticity analyses, performed with two models, show that persistence of seeds within seedbanks, immigration and long-distance dispersal determine the dynamic and dispersal of feral populations. Secondly, a statistical model provides demographical parameters of feral populations from the explicit likelihood of observed and unobserved stages, obtained from a three-year survey. It shows that immigration is stochastic and provides on average several hundreds and tens of seeds per meter of road verges, depending on its source type (adjacent mature crops or grain trucks). It also shows that only 5% of plants survive until maturity and produce 2 to 3 rosettes. Simulations performed with the above parameters show that feral populations can persist between 5 and 7 years, mainly via a seedbank and immigration. Third, complementary approaches estimate several seed dispersal modes. An experiment shows that seeds fallen on the ground can be re-entrained, probably by vehicles. The best-fitting estimates of a seed flow model, based on both spatial and genetic data and a likelihood-based method, show that half of feral plants originates from unknown seed sources while the other half originates from mature crops. The majority of seeds dispersed from mature crops are likely to remain in front of borders. Rare but large and persisting feral populations should be studied because they could have persistence and dispersal abilities higher than those found here and may therefore influence (trans-)gene flow.