Utilisation de la génétique des populations en conservation in situ

Use of population genetics in in situ conservation

• Auteur / Autrice : Juliette Ducrettet
• Direction : Eric Imbert, Sandrine Maurice
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'évolution et de la Biodiversité
• Date : Soutenance le 05/12/2022
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale GAIA Biodiversité, agriculture, alimentation, environnement, terre, eau (Montpellier ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des sciences de l'évolution (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Mathilde Dufaÿ
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Eric Imbert, Sandrine Maurice, Mathilde Dufaÿ, Nathalie Machon, Laurence Affre
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Nathalie Machon, Laurence Affre

Mots clés

Mots clés contrôlés

Changement global de l'environnement

Plantes menacées

Biodiversité

Mots clés libres

Gestion de la biodiversité

Génétique de la conservation

Renforcement

Centaurea corymbosa

Sauvetage évolutif

Plantes menacées

Biodiversity management

Conservation genetics

Reinforcement

Centaurea corymbosa

Evolutionary rescue

Threatened plants

Résumé

La résilience des populations aux changements environnementaux dépend en partie de leur potentiel évolutif. Toutefois, les changements environnementaux entraînent aussi l’augmentation des populations petites et isolés. Ces populations ont une taille efficace et une diversité génétique attendues faibles et donc un potentiel évolutif attendu faible. Comme le risque d’extinction est influencé par des processus génétiques, leur prise en compte est nécessaire à la gestion de la biodiversité. L’objectif de cette thèse est d’étudier l’utilisation de la génétique des populations en conservation in situ. Une synthèse des données issues de la littérature scientifique et de la littérature grise a montré que la diversité génétique intra-population des espèces menacées en France est faible et donc le potentiel évolutif est possiblement limité. En utilisant un jeu de données plus large, nous avons aussi montré que la différenciation génétique entre populations des espèces menacées n’a pas été estimée plus forte que celle des espèces non-menacées, mais un niveau de différenciation non négligeable est généralement observé pour les espèces menacées. Cette différentiation implique que la diversité sera beaucoup mieux préservée en conservant de nombreuses populations. L’étude des plans de conservation et les informations issues d’enquêtes auprès d’acteurs de la conservation a montré que la diversité génétique est peu prise en compte dans les translocations réglementaires et conservatoires, et plus généralement dans les actions de conservation en France. En prenant l’exemple du renforcement des populations, nous avons donc proposé un guide pour détecter la dépression de consanguinité, la dépression d’allofécondation et l’adaptation locale sans utiliser de biologie moléculaire. Enfin, nous avons utilisé le suivi génétique et démographique réalisé chez une espèce menacée Centaurea corymbosa pour estimer la taille efficace et mesurer l’effet de la dérive. Malgré de faibles effectifs, le temps génération des populations maintient une taille efficace supérieure aux nombres de plantes en fleurs. Bien que les populations soient petites et isolées, la diversité et la structuration génétique de la centaurée ne changent pas entre 1998 et 2018, ce qui semble résulter de la longévité des individus. L’absence de perte de diversité observée ne signifie pas que C. corymbosa a un potentiel évolutif qui lui permette de répondre aux changements environnementaux. L’ensemble de ce travail montre qu’il est nécessaire d’avoir davantage de liens entre la conservation appliquée et la recherche pour une meilleur intégration de la génétique des populations en conservation.

The resilience of populations to environmental change depends in part on their evolutionary potential. However, environmental changes also lead to the increase of small and isolated populations. These populations are expected to show low effective size and genetic diversity and thus a reduced evolutionary potential. As extinction risk is influenced by genetic processes, their consideration is necessary for biodiversity management. The objective of this thesis is to study the use of population genetics in in situ conservation. A synthesis of data from the scientific and grey literature showed that the intra-population genetic diversity of threatened species in France is low and therefore their evolutionary potential is possibly limited. Using a larger dataset, we also showed that genetic differentiation between populations of threatened species was not estimated to be higher than that of non-threatened species, but a non-negligible level of differentiation is generally observed for threatened species. This differentiation implies that diversity will be much better preserved by maintaining several populations. The study of conservation plans and information from surveys of conservation stakeholders has shown that genetic diversity is rarely taken into account in mitigation and conservation translocations, and more generally in conservation actions in France. Using the example of population reinforcement, we proposed a guide for detecting inbreeding depression, outcrossing depression and local adaptation without using molecular biology. Finally, we used genetic and demographic monitoring in an endangered species, Centaurea corymbosa, to estimate effective size and measure the effect of drift. Despite small population sizes, the generation time of the populations maintains an effective size greater than the numbers of flowering plants. Although the populations are small and isolated, the diversity and genetic structuring of the species did not change between 1998 and 2018, which appears to be a result of the longevity of the individuals. The lack of observed loss of diversity does not mean that C. corymbosa has an evolutionary potential to respond to environmental changes. Taken together, this work shows that there is a need for more links between applied conservation and research for better integration of population genetics in conservation.