Évolution des interactions plantes-pollinisateurs chez les aracées : contraintes phylogénétiques et écologiques

Evolution of Araceae pollinisation systems : phylogenetical and ecological constraints

• Auteur / Autrice : Marion Chartier
• Direction : Marc Gibernau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Écologie évolutive
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Odeurs

Phylogénie

Pollinisation

Aracées

Mots clés libres

Pollinisation

Aracées

Ecologie évolutive

Adaptation locale

Odeurs florales

Phylogénie

Reconstruction ancestrale de caractères

Diptères

Duperie

Isolement reproducteur

Résumé

Cette thèse a pour but d'explorer certaines contraintes pesant sur l'évolution des traits floraux, à travers l'évolution des interactions plantes-pollinisateurs chez une famille de plantes, les Aracées. Ainsi, dans une première partie, les contraintes phylogénétiques influant sur l'évolution des interactions Aracées-pollinisateurs ont été étudiées à l'échelle de la famille des Aracées, par une reconstruction des traits floraux ancestraux. Des méthodes corrélatives ont permis de mettre en évidence certains traits floraux ayant évolué en association avec les modalités de pollinisation, et donc constituant des indices de pressions de sélection exercées par les insectes pollinisateurs sur ces traits floraux. A l'inverse, la reconstruction ancestrale des traits floraux et des modalités de pollinisation a pu mettre en évidence certains traits qui ont pu être pré-requis à l'apparition de certains modes de pollinisation actuels. Dans la deuxième partie, les contraintes écologiques pesant sur l'évolution d'un trait floral, l'odeur attractive des inflorescences, ont été étudiés à l'échelle de la population chez deux espèces d'Arum d'Europe partageant des pollinisateurs, mais avec des degrés de spécificité différents. L'étude des variations géographiques de l'odeur et des pollinisateurs de ces deux espèces a mis en évidence des '' stratégies '' de pollinisation différentes selon le degré de spécificité. Par ailleurs, l'étude d'un site présentant des hybrides peu ou pas fertiles, donc contre sélectionnés, a montré que l'odeur attractive pouvait aussi jouer un rôle dans l'isolement reproducteur et l'évitement de l'exclusion compétitive entre ces deux espèces. Ainsi, ont été mises en évidences, à l'échelle de la population, des pressions de sélection locales exercées par les pollinisateurs sur les traits floraux, tandis qu'à l'échelle de la famille, ont été retracés les grands changements évolutifs liés à la pollinisation et ayant aboutis à la diversité de formes et d'écologie florales des espèces d'Aracées actuelles.

This thesis is made up of two parts dealing with the ecological and phylogenetical constraints exerted on the evolution of plant-pollinator interactions in one plant family: the Araceae. In the first part, the pollinator-mediated evolution of floral traits in Araceae has been investigated at the family level. A new nuclear marker was added to the most recent phylogeny of Araceae. Floral traits and pollinators were then mapped on the new tree (with the method of Bayesian stochastic mapping) to reconstruct the evolutionary history of pollination in Araceae. Finally, the correlated evolution of pollination and floral traits was tested in order to find clues for selective pressures exerted by pollinators on the evolution of floral traits. In the second part, the geographical variations of the interaction between two Arum species, A. Italicum and A. Maculatum, and their pollinators in France, was investigated. This work consisted in the sampling of pollinators and the analysis of the attractive odors from Arum inflorescences within different populations. Transplantation tests of the plants between two different sites showed that even if they share some pollinators, these two Arum species have evolved towards different attractive ''strategies''. Scarce hybrids from the two species presented intermediate ecological traits (odor and attractiveness), and the non-negligible role of the odor as a pre-zygotic reproductive barrier between them was demonstrated.