Recherche Avancée

Thèse soutenue

Exploration des interactions entre les Annonaceae et les insectes dans les forêts pluviales néotropicales : une étude complète des stratégies locales et défensives et des modèles évolutifs

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Auteur / Autrice : Paola G. Santacruz
Direction : Thomas L.P. Couvreur
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Écologie et Biodiversité
Date : Soutenance le 08/11/2024
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 : Diversité et Adaptation et Développement des plantes (DIADE), Montpellier
Jury : Président / Présidente : Mathilde Dufaÿ
Examinateurs / Examinatrices : Valérie Poncet
Rapporteurs / Rapporteuses : Lars W. Chatrou, Xoaquín Moreira Tomé
DOI : 10.70675/b9a59e53ze044z4392z8a79z9b269d1a80ab

Résumé

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La famille des Annonacées, élément clé de la diversité des forêts tropicales néotropicales, comprend environ 2 500 espèces réparties en 108 genres.L'objectif principal de mon doctorat est de comprendre comment les espèces de la grande famille des Annonaceae des forêts tropicales humides ont évolué au fil du temps en ce qui concerne les mécanismes de défense contre l'herbivorie. J'ai entrepris des études à deux niveaux géographiques différents : local et régional. Au niveau local, dans les premier et deuxième chapitres, mon objectif principal était de décrire le mécanisme de défense général d'une sélection phylogénétiquement diverse d'espèces d'Annonaceae et de déduire comment cette diversité chimique a évolué au cours de l'histoire de l'évolution des Annonaceae. Au niveau régional, dans le troisième chapitre, j'ai cherché à analyser les données SPIR des herbiers pour répondre à deux questions clés : 1) Les données SPIR peuvent-elles identifier avec précision les espèces d'Annonaceae au niveau local ? et 2) Des régions spécifiques des spectres foliaires sont-elles liées à l'histoire phylogénétique du genre Guatteria ?Dans le premier chapitre, j'ai étudié le réseau complexe d'interactions locales entre les Annonacées et les insectes dans une forêt amazonienne de l'Équateur, le parc national de Yasuní. En examinant neuf Annonaceae de sous-étage cooccurant dans une parcelle de 50 hectares et représentant une grande diversité phylogénétique, nous avons étudié les schémas d'herbivorie, identifié les herbivores par barcodage de l'ADN et documenté des associations uniques de fourmis et de papillons. Les dégâts sur les feuilles varient de 0,09 % - 25 %, avec des fluctuations temporelles significatives identifiées pour trois espèces. Pour la première fois au niveau de la famille, nous avons documenté une communauté locale d'herbivores discrète mais diversifiée, avec 40 larves collectées appartenant à 12 familles de lépidoptères différentes. Nous mettons en évidence des niveaux élevés de spécialisation entre les espèces d'Annonaceae étudiées et leurs herbivores respectifs, ce qui est cohérent avec d'autres études.Le deuxième chapitre s'est attaché à élucider les mécanismes de défense chimique et morphologique déployés par ces neuf espèces dans la parcelle de 50 hectares de Yasuní. La caractérisation des métabolites secondaires a été réalisée par chromatographie, la quantification de la pubescence sur les jeunes feuilles a été effectuée pour déterminer les défenses mécaniques présentes, et le calendrier et la synchronisation du bourgeonnement des feuilles ont été méticuleusement suivis sur une période de onze mois. Nos résultats ont montré des variations dans l'herbivorie malgré la présence de trichomes et la synchronisation de la production de feuilles, ce qui suggère que les mécanismes de défense ne sont pas toujours efficaces à eux seuls. L'analyse chimique n'a démontré aucune différence entre les jeunes feuilles et les feuilles adultes et a révélé des schémas distinctifs dans la distribution des sous-familles et des tribus au sein des Annonaceae, s'alignant sur les relations phylogénétiques.Dans le troisième chapitre, j'ai étudié le potentiel de la SPIR en tant que méthode de discrimination entre les espèces de la famille des Annonaceae au niveau local et d'identification des régions des spectres qui peuvent être liées à la phylogénie du genre diversifié des Annonaceae, Guatteria. Les résultats de la recherche ont démontré que la SPIR est une méthode efficace pour distinguer les spectres d'espèces apparentées, comme le montrent les neuf espèces d'Annonaceae qui ont fait l'objet de cette étude. En outre, l'analyse des spectres de 148 espèces de Guatteria et la recherche de la présence du signal phylogénétique ont révélé des contraintes dans différentes régions spectrales, ce qui permet de mieux comprendre l'évolution des caractéristiques foliaires spécifiques aux Guatteria.