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Agence Nationale de la Recherche (France) 2014

ExpandTree : PATRONS SPATIO-TEMPORELS DE COLONISATION DANS UNE POPULATION D’ARBRES EN EXPANSION : une approche intégrant génétique et génomique

Arbres Génétique Génomique

Agence Nationale de la Recherche (France)

Titre : ExpandTree : PATRONS SPATIO-TEMPORELS DE COLONISATION DANS UNE POPULATION D’ARBRES EN EXPANSION : une approche intégrant génétique et génomique

Région : Méditerranée

Référence projet : ANR-13-ISV7-0003

Date : Début et durée mars 2014 - 36 mois

Programme ANR : Blanc – Accords bilatéraux 2013 - SVSE 7 - Biodiversité, évolution, écologie et agronomie (Blanc – Accords bilatéraux 2013 - SVSE 7) 2013

Contexte
Les réponses possibles des populations aux changements climatiques en cours peuvent être (i) allouer plus de ressources à survivre dans des conditions plus stressantes, ce qui induit une baisse de fécondité et finalement l’extinction de la population, (ii) s’étendre spatialement en colonisant de nouveaux habitats, étendant alors leur aire actuelle ou (iii) évoluer génétiquement, permettant ainsi aux populations locales d’augmenter leur fitness absolue. En fait, les populations d’arbres forestiers vont devoir combiner ces trois types de réponse pour contrer les changements d’environnement rapide et il est utile d’étudier l’interaction entre les processus démo-génétiques (impliquant des évolutions démographiques qui ont des conséquences génétiques telles que l’augmentation de la variance de fécondité) et les réponses évolutives (impliquant les changements de phénotypes au cours des générations).
Une proportion non-négligeable de forêts Méditerranéennes subissent actuellement une expansion spatiale ou un déplacement de leur aire de répartition du au/en plus du réchauffement climatique. Dans ces populations, nous faisons l’hypothèse que le front de colonisation en avant de l’expansion est un lieu où la démographie et les processus sélectifs ont des effets forts et rapides sur l’évolution et la structuration de la diversité génétique. Notre objectif dans ce projet est de détecter dans les données de marqueurs génétiques des patrons indiquant (i) les effets de la dispersion à longue distance sur le mélange de génotypes dans le front de colonisation, (ii) l’effet des processus démo-génétiques sur l’amélioration du recrutement local et (iii) l’adaptation rapide de traits augmentant la survie en conditions de sécheresse.

Présentation
Nous nous pencherons sur ces questions en étudiant en détail deux populations en croissance démographique et qui s’étendent spatialement depuis plusieurs dizaines d’années à partir de fragments forestiers relictuels (J. p. turbinata) ou depuis l’introduction artificielle d’une population de fondateurs (C. atlantica). Dans ces populations, tous les arbres sont encore présents, fournissant l’opportunité rare de pouvoir étudier plusieurs cohortes d’arbres successives dans un même environnement. En couvrant la dernière centaine d’années, cette situation nous permet donc d’étudier la micro-évolution à l’échelle de temps de la gestion forestière.
Notre projet combine trois approches contrastées : (i) la reconstruction des chronoséquences de l’expansion en s’appuyant sur des photos aériennes et des mesures de terrain fournira des information sur le déroulement des colonisation en fonction de l’espace, du temps et des conditions écologiques, (ii) la génétique et la génomique du paysage, basée sur des analyses statistiques spatio-temporelles des patrons de diversité génétique (pour des marqueurs microsatellites et pour des SNP associés à la résistance à la sécheresse) nous informeront sur les paramètres des processus démo-génétiques en cours et (iii) la modélisation de l’interaction entre les facteurs démographiques et génétiques permettra de prédire le devenir de populations d’arbres sous différents scénarios climatiques et pour une large gamme de paramètres démo-génétiques.
Le projet ExpandTree s’appuie sur une collaboration étroite entre les équipes de C Garcia (CIBIO, Porto) et E Klein/ S Oddou-Muratorio/ F Lefèvre (INRA, Avignon). Il tire partie des situations très similaires de deux sites d’étude déjà étudiés pour le juniperus (Reserve de Don, Espagne) et le cèdre (Mont-Ventoux, France). Les participants vont acquérir des données similaires et les analyseront avec les mêmes méthodes, permettant ainsi de comparer l’écologie de deux espèces présentes dans des habitats particulièrement menacés par le réchauffement climatique : les dunes côtières semi-arides et les forêts de montagne Méditerranéennes.

Coordinateur : Etienne KLEIN (Biostatistique et Processus Spatiaux)

Partenaires  : INRA Biostatistique et Processus Spatiaux ; CIBIO Centro de Investigaçao em Biodiversidade e Recursos Genéticos

Financement Aide de l’ANR : 42 432 euros

Présentation : ANR

Page publiée le 27 septembre 2016, mise à jour le 29 novembre 2017