Parfum de figues : approche évolutive de la communication entre une plante, ses insectes pollinisateurs et ses vertébrés disperseurs

« Parfums de figues » : an evolutionary approach to communication between a plant, its pollinating insects and its vertebrate seed dispersers

• Auteur / Autrice : Catherine Soler
• Direction : Martine Hossaert-McKey, Bertrand Schatz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des populations et écologie
• Date : Soutenance le 03/12/2010
• Etablissement(s) : Montpellier 2
• Ecole(s) doctorale(s) : Systèmes Intégrés en Biologie, Agronomie, Géosciences, Hydrosciences, Environnement (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre d'écologie fonctionnelle et évolutive (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Bernard Godelle
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Martine Hossaert-McKey, Bertrand Schatz, Sébastien Dugravot
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Anne-Geneviève Bagneres, Stephen Compton

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mutualisme (biologie)

Relations animal-plante

Fécondation

Ficus

Mots clés libres

Mutualisme

Médiation chimique

Ficus

Agaonidae

Chauves-souris

Lémuriens

Mutualism

Chemical mediation

Ficus

Agaonidae

Bats

Lemurs

Résumé

Pour l'ensemble des organismes vivants, la communication (intra ou interspécifique) est le véhicule de l'information, un élément central dans l'interaction entre individus. Elle a ainsi des impacts primordiaux sur les traits d'histoire de vie des espèces, et est donc façonnée par la sélection naturelle. Au cours de cette thèse, nous nous sommes intéressés à l'évolution de la médiation chimique, c'est-à-dire à la transmission d'informations par voie chimique entredeux individus, dans les interactions plantes/animaux. Nous avons choisi le modèle figuier et ses partenaires mutualistes, de la guêpe pollinisatrice aux vertébrés disperseurs de graines. La médiation chimique (ici émission de bouquets volatils constitués de terpènes et de dérivés benzéniques et d'acides gras) permet aux figuiers d'assurer leur reproduction, par attraction des pollinisateurs et des disperseurs de graines. Il existe environ 800 espèces de figuiers à travers le monde, à distribution principalement tropicale. Les figuiers, fructifiant toute l'année,sont souvent qualifiés d'espèce clef de voute des écosystèmes tropicaux, car ils assurent ainsi le maintien des populations de frugivores dans les forêts tropicales dans les périodes où très peu d'espèces d'arbres fructifient. L'interaction figuier/disperseur est plutôt généraliste, alors que le mutualisme figuier/pollinisateur, un exemple de nursery pollination, est hautement spécifique et obligatoire. Au cours de cette thèse, nous avons mis en évidence que les contraintes phylogénétiques et géographiques exercées sur la médiation chimique étaient négligeables, alors que les pressions de sélection que représentent les mutualistes sont nettement plus importantes dans l'évolution de cette médiation. Ainsi, sexe et stade phénologique du figuier et identité du partenaire mutualiste sont des informations qui peuvent être portées par la médiation chimique. Notre approche, globale et multidisciplinaire, des interactions entre les figuiers et leurs partenaires mutualistes aux deux phases de dispersions des gènes de la plante, permet une meilleure compréhension de l'évolution de la communication, et montre que les pressions façonnant ce message façonnent l'interaction elle-même.

For all living organisms, communication (intra-or interspecific) is the vehicle of information, anelement central to interactions among individuals. It thus has fundamental impacts on lifehistory traits of species, and is shaped by natural selection. This thesis is concerned with thechemical mediation of communication, i.e., the transmission of information by chemical signals,in the context of animal-plant interactions. We chose as a model system the interactionsbetween figs and their mutualist partners, including both pollinating fig wasps and vertebrateseed dispersers. Chemical mediation (in this case the emission of bouquets of volatilecompounds comprising terpenes, benzenoids and fatty acid derivatives) enables figs to ensuretheir reproduction by attracting pollinators and seed dispersers. There exist about 800 species ofFicus worldwide, principally in tropical regions. Figs, which fruit throughout the year, are oftenconsidered keystone species of tropical ecosystems, because their year-round fruiting maintainspopulations of seed-dispersing frugivores during fruit-poor lean seasons'. Interactions betweenfig species and seed-dispersing animals are generalist' (i.e., broad food species ranges), whilefig/pollinator mutualisms, examples of nursery pollination' systems, are highly species-specificand obligatory. In this thesis, we showed that phylogenetic and geographic constraints actingon chemical mediation are negligible, whereas selection pressures grounded in pollination andseed-dispersal mutualisms play a strong role in shaping the evolution of chemical mediation.Thus, chemical mediation carries information such as the sex and developmental stage of thefig tree, as well as the identity of the mutualistic partner. Our comprehensive, multidisciplinaryapproach to interactions between figs and their mutualist partners in the two phases ofdispersal of the plant's genes leads to an improved understanding of the evolution ofcommunication, and showed that the selective pressures shaping the message are also thoseshaping the interaction itself.