1. 2 juin 2010 Séminaire étudiant :Modélisation en Ecologie Evolutive session : Écologie évolutive dans l’espace et évolution de la dispersion Etude des adaptations locales chez une espèce menacée : dépression hybride et correspondances entre différences phénologiques et distances géographiques, génétiques et écologiques étude expérimentale Par Betty Courquin, 1e année de Thèse en biologie de la conservation Sous la direction de Yves Piquot, Nina Hautekeete, Xavier Vekemans

3. Renforcement Transfert d’individus  Non prise en compte de l’adaptation locale Vortex d’extinction au sein d’une petite population (Lacy & Lindenmayer 1995)

5. Ellefavorise les traits qui apportent un avantage sous les conditions environnementales locales.

6. Le résultat de ces adaptations serait un patron tel que les génotypes résidant dans un habitat donné présenteraient en moyenne une valeur sélective supérieure dans leur habitat local que les génotypes non natifs de ce site ou une valeur sélective supérieure que dans un autre habitat.Contraintes écologiques différentielles / environnement hétérogène + fitness relative des génotypes locaux supérieure par rapport aux non-natifs à un site donné ou que dans un autre site Adaptations locales/différences génétiques adaptatives Sélection naturelle Potentiel évolutif/ diversité génétique + Isolement par la distance ou par des obstacles naturels à la dispersion

10. Xérophile, héliophile et oligotrophe,

11. Hermaphrodite, allogame et entomogame auto-incompatible

12. 2880 individus présents dans 9 populations

13. deux grands ensembles : un pool «Nord » et un pool « Sud »Groupement Nord Pool Nord Pool Sud Groupement Sud

15. Migration entre populations voisines (10-25%)

18. 1-Distribution de la diversité génétique 1- Etudier les patrons des différences phénotypiques entre populations en serre et populations naturelles a Identifier les différences phénotypiques des populations b Distinguer les différences liées à la plasticité phénotypique et les différences d’ordre génétique c Tester la corrélation entre les différences phénotypiques et distances géographiques, génétiques et écologiques Etudes des traits d’histoires de vie en conditions contrôlées et en pop nat:  phénologie de la germination  phénologie de la floraison  taille rosette

19. 1-a) Étude des différences phénotypiques entre populations, en milieux naturels Phénologie de la floraison Estimations de dates des premières floraisons Chaque point représente un individu In situ

20. 1-b)Étude des différences phénotypiques entre populations, en milieux contrôlés Phénologie de la floraison Comparaison des temps de floraison et de montaison par population dates de début de floraison chez B. neustriaca En serre

21. 1-b)Étude des différences phénotypiques entre populations, en milieux contrôlés Taille de la rosette individus de 1e année diamètre de la rosette mesurée en conditions environnementales contrôlées chez B. neustriaca Effet de la population sur les tailles de rosette des individus ((F=6.32 ; p<0.001) ;Les barres dont les lettres diffèrent ont une durée entre montaison et floraison sont significativement différentes (test de tuckey),

22. 1-b)Étude des différences phénotypiques entre populations, en milieux contrôlés Phénologie de la germination a

23. 1-b)Étude des différences phénotypiques entre populations, en milieux contrôlés Phénologie de la germination Temps de germination (j) a Histogramme des temps de germination Les niveaux connectés par une barre +étoile sont significativement différents ; a serre (H=13.13, p=0.069) ; b bailleul en automne (F=3.79 ; p=0.002) Envconon discriminant Envco discriminant genotype1 phénotype genotype2 Environnement

27. 1-c) corrélations entre les différences phénotypiques et distances géographiques, génétiques et écologiques distance "habitat" distance "communauté"

28. 1-c) corrélations entre les différences phénotypiques et distances géographiques, génétiques et écologiques Matrice de corrélation de Pearson Les niveaux de significativité sont basés sur N=n! permutations, (max 10000) *p<0,05 (n)=nombre de populations

29. 1-c) corrélations entre les différences phénotypiques et distances géographiques, génétiques et écologiques Matrice de corrélation de Pearson Caractère Adaptatif ? Paramètre écologique manquant? Dérive? Les niveaux de significativité sont basés sur N=n! permutations, (max 10000) *p<0,05 (n)=nombre de populations

32. Même test des corrélationsdernière étape dans la démonstration de l’adaptation locale on montre que les différences génétiques observées précédemment confèrent une meilleure fitness des individus dans des conditions environnementales proches de leur habitat

35. Taille rosette

36. Taux de floraison

37. Critères testés : - « Local vs. Foreign »- « Home vs. Away » Site 7 d’introduction Exposition Sud (Les Andelys) Site 1 d’introduction Exposition Nord (Romilly/Andelle)

41. 3-Mix or match: genetic rescue vsoutbreeding depression Dépression hybride Dépression de consanguinité Hypothèse : la taille des fruits est corrélée à la valeur sélective A AB B Taille des fruits à 7 jours (mm)  Hypothèse à tester avec le suivi des germinations

44. Allorenforcement vs autorenforcement

45. Auto-renforcement lorsque risque de dépression hybride élevée:

48. un échantillonnage plus complet des populations

49. transplantations

51. 1-b)Étude des différences phénotypiques entre populations, en milieux contrôlés stade de floraison8-fruits 7-fl fan. + fruits 6-fl fan. + fruits 5-flouv. + fl fan. + fruits 4-boutons + flouv + fl fan + 1e fr 3-boutons + flouv+ fl fan 2-boutons et 1eflouv 1-montaison Phénologie de la floraison Stade de floraison moyen pour chaque population ( ; Kruskal Wallis H=85.12; p<0.001 et résultats du test de comparaison 2à 2Les étiquettes de données indiquent l’effectif des individus pour chaque population. In situ

52. 1-b)Étude des différences phénotypiques entre populations, en milieux contrôlés Taille de la rosette individus de 1e année individus de 2e année diamètre de la rosette mesurée en conditions environnementales contrôlées chez B. neustriaca Effet de la population sur les tailles de rosette des individus (a) individus de 1année (F=6.32 ; p<0.001) ; b) individus de 2e année(F=2.54 ; p=0.037)Les barres dont les lettres diffèrent ont une durée entre montaison et floraison sont significativement différentes (test de tuckey),

53. 1-c) corrélations entre les différences phénotypiques et distances géographiques, génétiques et écologiques Matrice de corrélation de Pearson Les niveaux de significativité sont basés sur N=n! permutations, (max 10000) *p<0,05 (n)=nombre de populations

54. 1-c) corrélations entre les différences phénotypiques et distances géographiques, génétiques et écologiques Matrice de corrélation de Pearson Les niveaux de significativité sont basés sur N=n! permutations, (max 10000) *p<0,05 (n)=nombre de populations Gradient écologique? Les communautés végétales intègre les facteurs à priori discriminants Isolement par la distance?

55. 3-Mix or match: genetic rescue vsoutbreeding depression Dépression hybride Dépression hybride Dépression de consanguinité Dépression de consanguinité Hypothèse 1: la taille des fruits est corrélée à la valeur sélective A B AB Nombre de graines A AB B Taille des fruits à 7 jours (mm) Tableau récapitulatif des ANOVAS réalisées pour la largeur du fruit à 7 jours et le nombre moyen de graines.

56. 3-Mix or match: genetic rescue vsoutbreeding depression Hypothèse 1: la taille des fruits est corrélée à la valeur sélective Taille des fruits à 7 jours (mm)  Hypothèse à tester avec le suivi des germinations

57. 3-Mix or match: genetic rescue vsoutbreeding depression Hypothèse 1: la taille des fruits est corrélée à la valeur sélective Hypothèse 2: la taille des fruits est corrélée à la taille de la mère Taille des fruits à 7 jours (mm) 6a6a>1a1a Fruits plus grand dans le pool Sud 6a1a>1a6a La taille de la graine est liée principalement à la mère

58. 3-Mix or match: genetic rescue vsoutbreeding depression Exemples de résultats Test des corrélations de la taille des graines avec les distances écologiques génétiques et géographiques. * p<0,05; ** p<0.01; *** p<0.001 N N Sens de pollinisation + Bn1a o Bn1a Bn2a Bn2a + Bn3 o Bn3

61. Augmentation de la densité par auto renforcement augmentation du succès reproducteur des individus natifs de la zone renforcée

62. Néanmoins taux de mis à fruit inférieur à la capacité de l’espèce(figure 2), ce qui suggère un problème de dépression de consanguinité

64. Problème de l’estimation des distances écologiques