Variation intraspécifique et stratégies adaptatives chez Arabidopsis thaliana : dispersion, compétition et performance des hybrides

Intraspecific variation and adaptive strategies in Arabidopsis thaliana: dispersal, competition, and hybrid performance

• Auteur / Autrice : Catharina Utami
• Direction : Cyrille Violle, Denis Vile
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : EFSA-Biologie et Ecologie Evolutives
• Date : Inscription en doctorat le 01/12/2022
• 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 : CEFE - Centre d'Ecologie Fonctionnelle et Evolutive
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Ecologie comparative des organismes, des communautés et des écosystèmes (ECOPAR)

Mots clés

Mots clés libres

Interface écologie-évolution

Biogéographie

Trait fonctionnel

Aptitude à la colonisation

Aire de répartition

Ecology-evolution interface

Biogeography

Functional trait

Colonization ability

Species range

Résumé

Comprendre les stratégies adaptatives que les organismes utilisent pour survivre et prospérer dans des environnements dynamiques est une question centrale en biologie évolutive et en écologie. Deux de ces stratégies, la dispersion et la compétition, sont des processus fondamentaux qui permettent aux organismes d'échapper à la compétition locale ou de surpasser leurs voisins pour des ressources limitées. Ce sujet couvrira les deux premiers chapitres de ma thèse, dans lesquels j'explore les caractéristiques de dispersion et de compétition chez Arabidopsis thaliana. Le chapitre I étudie la variation intraspécifique de la capacité de dispersion entre différentes accessions, en se concentrant sur la base génétique des traits de dispersion et sur les différences entre les modes de dispersion par le vent (anémochorie) et par l'eau (hydrochorie). Il explore également le compromis potentiel entre la dispersion et la capacité de compétition, ainsi que la manière dont ces caractéristiques sont liées à la distribution biogéographique. Le chapitre II poursuit sur cette lancée en étudiant la plasticité de la dispersion en réponse à la compétition et à la parenté génétique. Ce chapitre examine comment la compétition pendant le stade maternel affecte le potentiel de dispersion de la progéniture et si la distance génétique entre plantes voisines influence cette relation. Le chapitre III se concentre sur les populations hybrides, en étudiant les effets de la parenté génétique sur les performances de la biomasse au niveau des individus et des peuplements. Bien qu'il ne soit pas directement axé sur la dispersion ou la concurrence, ce chapitre explore la manière dont les performances des hybrides, influencées par la distance génétique des parents, contribuent au succès de la population. Pour atteindre les objectifs de chaque chapitre, j'ai utilisé une approche expérimentale impliquant trois expériences distinctes.

Understanding the adaptive strategies that organisms use to survive and thrive in dynamic environments is a core question in evolutionary biology and ecology. Two such strategies—dispersal and competition—are fundamental processes that allow organisms to either escape local competition or outcompete their neighbors for limited resources. This topic will cover the first two chapters of my thesis, where I explore the dispersal and competition traits in Arabidopsis thaliana. Chapter I investigates intraspecific variation in dispersal ability across different accessions, focusing on the genetic basis of dispersal traits and differences between wind (anemochory) and water (hydrochory) dispersal modes. It also explores the potential trade-off between dispersal and competitive ability, along with how these traits relate to biogeographical distribution. Chapter II builds on this by studying the plasticity of dispersal in response to competition and genetic relatedness. This chapter examines how competition during the maternal stage affects offspring dispersal potential and whether genetic distance between neighboring plants influences this relationship. Together, these chapters offer insights into how variation in dispersal strategies shapes population structure and species adaptation. Through not only dispersal and competition, hybridization also plays a key role in adaptive processes, contributing to population variability and distribution. Studies in A. thaliana suggest that these hybrid populations have persisted over evolutionary time, potentially due to their enhanced demographic performance, such as specific dispersal or competitive traits. Chapter III shifts focus to hybrid populations, investigating the effects of genetic relatedness on biomass performance at the individual and stand levels. While not directly focused on dispersal or competition, this chapter explores how hybrid performance, influenced by parental genetic distance, contributes to population success. To meet the objectives in each chapter, I used an experimental approach involving three separate experiments.