Thèse soutenue

Relations traits-environnement chez les végétaux : du cycle de vie des organismes au cycle de vie des données

FR  |  
EN
Auteur / Autrice : Léo Delalandre
Direction : Cyrille ViolleEric Garnier
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Ecologie fonctionnelle
Date : Soutenance le 02/04/2024
Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
Ecole(s) doctorale(s) : Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre d'écologie fonctionnelle et évolutive (Montpellier)
Jury : Président / Présidente : Alexia Stokes
Examinateurs / Examinatrices : Juliette Bloor
Rapporteurs / Rapporteuses : Servane Lemauviel-Lavenant, Philippe Choler

Résumé

FR  |  
EN

L’écologie comparative a mis en évidence des associations récurrentes entre les traits fonctionnels des plantes et leur environnement. Ces relations peuvent varier selon le niveau d’organisation considéré – au sein des espèces, entre les espèces, et entre groupes d’espèces –, mais cette dépendance demeure peu étudiée. Une distinction fondamentale dans les théories de l’histoire de vie est effectuée entre espèces annuelles (réalisant leur cycle de vie en une année) et pérennes (cycle de vie sur plus d’une année, avec généralement plusieurs événements de reproduction). Les annuelles et les pérennes herbacées diffèrent quant à leur fonctionnement (vitesse de croissance, investissement dans la production de graines, allocation aux racines, etc.). Cependant, bien qu’elles coexistent fréquemment, peu d’études considèrent les potentielles différences dans les relations traits-environnements entre ces deux groupes. L’objectif de cette thèse est de comprendre les spécificités des variations des traits des plantes annuelles en fonction de la disponibilité en ressources du milieu, à partir de mesures in situ et en jardin commun.Nous avons étudié des communautés de parcours ovins des Grands Causses, où annuelles et pérennes coexistent dans deux conditions environnementales contrastées : i) fertilisation et forte perturbation, et ii) sol pauvre et perturbation mois intense. Nous montrons que les variations des traits liés à la vitesse de croissance et à la densité des tissus foliaires sont plus faibles chez les annuelles que chez les pérennes. Ceci s’explique par (a) un remplacement d’espèces plus élevé chez les pérennes, et (b) la présence d’espèces présentant de plus grandes différences de valeurs de traits entre environnements chez les pérennes. Les variations intraspécifiques sont identiques entre les deux groupes d’espèces. Les mesures effectuées au cours de de ce premier volet ont permis de compléter une base de données de traits en cours de développement. A cette occasion, j’ai contribué à la structuration de cette base par un travail de gestion des données, visant à proposer des modalités de partage des données de traits fonctionnels et des variables environnementales associées ; une synthèse de ce travail est proposée. Dans un second temps, nous avons analysé la variabilité intraspécifique chez les annuelles de ces communautés, afin de tester son origine (génétique ou plastique), d’identifier les traits les plus variables en réponse à la fertilisation, et de comparer cette variabilité entre espèces. Trente populations ont été cultivées en jardin commun, avec une fertilisation faible ou élevée. Les résultats indiquent que i) les variations de traits observées in situ sont vraisemblablement d’origine plastique ; ii) la plasticité est faible sur les traits morphologiques des feuilles et des racines, mais forte sur l’allocation de la biomasse et la teneur en azote ; iii) les espèces préférentes pour des milieux riches en nutriments sont plus plastiques sur leur teneur en azote.Enfin, un travail de revue de la littérature a été engagé de manière à déterminer quels traits sont déterminants pour les herbacées annuelles et pérennes, en raisonnant sur les composantes de la démographie (reproduction, croissance, survie), dont l’importance diffère selon le cycle de vie. Nous proposons un article d’opinion visant à proposer comment mieux intégrer le cycle de vie et les trait morpho-physio-phénologiques communément mesurés.Cette thèse propose une étude des relations entre traits fonctionnels et environnement à différents niveaux d’organisation : entre cycles de vie, entre espèces, et au sein des espèces. Elle met en évidence que les relations trait-environnement peuvent varier entre ces niveaux, s’inscrivant dans un regain d’intérêt pour la prise en compte de la dépendance au contexte en écologie comparative.