Évaluation de la validité des modèles de connectivité des habitats à partir de données génétiques

Evaluating the validity of habitat connectivity models from genetic data

• Auteur / Autrice : Alexandrine Daniel
• Direction : Bruno Faivre, Aurélie Khimoun
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des populations et écologie
• Date : Soutenance le 27/09/2024
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Bourgogne (1970-2024)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biogéosciences (Dijon)
• Jury : Président / Présidente : Laurence Després
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marie-Josée Fortin, Bertrand Gauffre, Alain Frantz
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laurence Després, Marie-Josée Fortin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Oiseaux

Biodiversité

Mots clés libres

Dispersion

Surface de résistance

Conservation

Oiseaux

Gene flow

Resistance surface

Conservation

Birds

Résumé

Préserver la connectivité des habitats est un enjeu majeur pour la conservation de la biodiversité. Modéliser la connectivité permet d’améliorer la compréhension de l’interaction entre patrons et processus éco-évolutifs et d’orienter, à terme, les mesures de conservation. Les modèles de connectivité en génétique du paysage traduisent une hypothèse concernant l’action d’un processus évolutif (e.g., le flux génétique) en interaction avec un patron paysager sur la distribution de variabilité génétique. Explorer la validité de ces modèles est nécessaire pour assurer l’efficacité des mesures de conservation en dérivant. L’objectif de cette thèse était d’explorer les bases de cette validité, à savoir : i) la validité des estimations des paramètres de l’interaction patron-processus ; ii) la validité de l’hypothèse sur l’action du processus. Tout d’abord, nous avons validé par simulation l’estimation des paramètres de résistance du paysage au flux génétique réalisée par la méthode d’inférence ResistanceGA, et avons identifié leur faible pouvoir d’extrapolation. Ensuite, nous avons validé empiriquement la capacité du modèle des graphes paysagers à représenter l’influence de la connectivité sur le patron de variabilité génétique d’une espèce de passereau forestier en contexte insulaire et fragmenté. Enfin, nous avons étudié les domaines de validité spatio-temporels et multi-spécifiques de ces modèles de connectivité. Nous avons ainsi i) confronté un patron empirique contemporain de différenciation génétique à des résultats de modèles de connectivité diachroniques, et ii) démontré que les espèces présentant des habitats similaires partageaient une perception similaire de l’effet de la connectivité sur le flux génétique. Les résultats de cette thèse contribuent ainsi à améliorer certaines approches méthodologiques en génétique du paysage et à affirmer son apport à des fins de conservation de la biodiversité et de la connectivité fonctionnelle des habitats.

Maintaining habitat connectivity is a major challenge for biodiversity conservation. Modelling connectivity allows for a better understanding of the interaction between eco-evolutionary patterns and processes, and ultimately guides conservation actions. Connectivity models in landscape genetics reflect a hypothesis about the effect of an evolutionary process (e.g. gene flow) interacting with a landscape pattern on the distribution of genetic variability. Testing the validity of these models is necessary to ensure the relevance of derived conservation actions. The aim of this work was to investigate the foundations of this validity, namely: i) the validity of the parameter estimates of the pattern-process interaction; ii) the validity of the hypothesis about the process under study. First, we validated by simulation the estimation of landscape resistance parameters to gene flow carried out by the ResistanceGA inference method, and pointed out its low extrapolation power. We then empirically validated the ability of landscape graph models to reflect the influence of connectivity on the genetic structure of a forest passerine species in an insular and fragmented context. Finally, we investigated the spatio-temporal and multi-species validity ranges of these connectivity models. We thus i) compared a contemporary empirical pattern of genetic differentiation with the results of diachronic connectivity models, and ii) demonstrated that species with similar habitats share a similar perception of the effect of connectivity on gene flow. Thus, the results of this thesis contribute to the improvement of methodological approaches in landscape genetics and confirm the contribution of this field to the conservation of biodiversity and functional connectivity of habitats.