Organization of medium- and large-sized vertebrates in relation to Guianan terra firme forests heterogeneity ; Organisation des communautés de moyens et grands vertébrés en relation avec l'hétérogénéité des forêts de terre ferme de Guyane Auteur(s) : Denis, Thomas Auteurs secondaires : Ecologie des forêts de Guyane (ECOFOG) ; Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (CIRAD) - Institut National de la Recherche Agronomique (INRA) - Université des Antilles et de la Guyane (UAG) - AgroParisTech - Université de Guyane (UG) - Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) Université de Guyane Bruno Hérault Éditeur(s) : HAL CCSD Résumé : The main objective of this thesis was to study the influence of Guianan terra firme rainforests types on medium- and large-sized vertebrates community organization. First, we choose a model species which permitted to develop an appropriate abundance estimation method which take into account the imperfect detection and temporary immigration of mobile species, and to test environmental conditions effects at different spatial scales of analysis. Second, given that bias due to animal detection can be important in the abundance estimation, we determinated the relative role of environmental conditions and species biological traits on detection probability. From this methodological framework, we studied then processes of community organization, by identifying the main determinants involved in community organization, using composition and alpha and beta diversities, and, in a complementary manner, three metrics (taxonomic, functional, and phylogenetic). We sought from these general framework to determinate the relative role of environmental conditions and historical contingency, responsible for the current community organization, and to test the forest refugia hypothesis. Finally, we downscaled the analysis to determinate, and tried to disentangle the effects of environmental conditions and interspecific interactions on species co-occurrence. We used then functional traits to test the relationship between species co-occurrence and similarities.This thesis highlights the important role of historical contingency and facilitation in the structure of regional diversity and the local assembly processes of medium- and large-sized vertebrates, respectively, in French Guiana. Cette thèse a pour but d’étudier l'influence de l'hétérogénéité des forêts de terre ferme en Guyane sur l'organisation des communautés de moyens et grands vertébrés. Nous avons, d'abord, choisi une espèce modèle afin de déterminer une méthode adéquate d'estimation d'abondance prenant en compte la détection imparfaite et l'immigration temporaire des espèces, et de tester l'effet des conditions environnementales à différentes échelles d'analyse. Puis, partant du constat que les biais dus à la détection dans l'estimation d'abondance pouvaient être importants, nous avons déterminé l'importance relative des conditions environnementales et des traits biologiques des espèces sur la probabilité de détection. A partir de ce cadre d'étude, nous avons étudié la composition et les diversités alpha et beta en utilisant de façon complémentaire les métriques taxonomique, fonctionnelle, et phylogénétique pour déterminer le rôle relatif de l'environnement et de la contingence historique dans l'organisation des communautés, et de tester l’hypothèse des refuges forestiers. Enfin, en descendant dans l'échelle d'analyse, nous avons tenté de démêler l'effet de l'environnement et des interactions interspécifiques sur la cooccurrence des espèces, et utilisé les traits fonctionnels des espèces pour tester le lien entre cooccurrence et similitude fonctionnelle. Cette thèse met en avant les rôles prépondérants de la contingence historique et de la facilitation dans, respectivement, la structuration de la diversité régionale et les processus d’assemblages locaux des communautés de moyens et grands vertébrés en Guyane. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01537779 NNT : 2017YANE0004 tel-01537779 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01537779 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01537779/document https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01537779/file/these_thomas_denis.pdf | Partager |
Functional diversity in an Amazonian rainforest of French Guyana: a dual isotope approach (d15N and d13C) Auteur(s) : Guehl, Jean-Marc Domenach, Anne-Marie BÉREAU, Moïse Barigah, Tete Severien Casabianca, H. Ferhi, A. GARBAYE, Jean Auteurs secondaires : Unité d'Écophysiologie forestière ; Institut National de la Recherche Agronomique (INRA) Ecologie microbienne (EM) ; Institut National de la Recherche Agronomique (INRA) - Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL) - Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL) - Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) Ecologie des forêts de Guyane (ECOFOG) ; Ecole Nationale du Génie Rural, des Eaux et des Forêts (ENGREF) - Institut National de la Recherche Agronomique (INRA) - Université des Antilles et de la Guyane (UAG) - Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) Service central d'analyse - Echangeur de Solaize ; Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) Centre de Recherches Géodynamiques ; Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC) Interactions Arbres-Microorganismes (IAM) ; Institut National de la Recherche Agronomique (INRA) - Université de Lorraine (UL) Éditeur(s) : HAL CCSD Springer Verlag Résumé : Functional aspects of biodiversity were investigated in a lowland tropical rainforest in French Guyana (5°2'N, annual precipitation 2200 mm). We assessed leaf '15N as a presumptive indicator of symbiotic N2 fixation, and leaf and wood cellulose '13C as an indicator of leaf intrinsic water-use efficiency (CO2 assimilation rate/leaf conductance for water vapour) in dominant trees of 21 species selected for their representativeness in the forest cover, their ecological strategy (pioneers or late successional stage species, shade tolerance) or their potential ability for N2 fixation. Similar measurements were made in trees of native species growing in a nearby plantation after severe perturbation (clear cutting, mechanical soil disturbance). Bulk soil '15N was spatially quite uniform in the forest (range 3-5‰), whereas average leaf '15N ranged from m0.3‰ to 3.5‰ in the different species. Three species only, Diplotropis purpurea, Recordoxylon speciosum (Fabaceae), and Sclerolobium melinonii (Caesalpiniaceae), had root bacterial nodules, which was also associated with leaf N concentrations higher than 20 mg gm1. Although nodulated trees displayed significantly lower leaf '15N values than non-nodulated trees, leaf '15N did not prove a straightforward indicator of symbiotic fixation, since there was a clear overlap of '15N values for nodulated and non-nodulated species at the lower end of the '15N range. Perturbation did not markedly affect the difference '15Nsoil m '15Nleaf, and thus the isotopic data provide no evidence of an alteration in the different N acquisition patterns. Extremely large interspecific differences in sunlit leaf '13C were observed in the forest (average values from m31.4 to m26.7‰), corresponding to intrinsic water-use efficiencies (ratio CO2 assimilation rate/leaf conductance for water vapour) varying over a threefold range. Wood cellulose '13C was positively related to total leaf '13C, the former values being 2-3‰ higher than the latter ones. Leaf '13C was not related to leaf '15N at either intraspecific or interspecific levels. '13C of sunlit leaves was highest in shade hemitolerant emergent species and was lower in heliophilic, but also in shade-tolerant species. For a given species, leaf '13C did not differ between the pristine forest and the disturbed plantation conditions. Our results are not in accord with the concept of existence of functional types of species characterized by common suites of traits underlying niche differentiation; rather, they support the hypothesis that each trait leads to a separate grouping of species. ISSN: 0029-8549 hal-01032378 https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01032378 DOI : 10.1007/s004420050593 | Partager |
Stratégies biomécaniques de croissance et diversité spécifique des capacités de redressement gravitropique Auteur(s) : Derycke, Morgane Auteurs secondaires : Ecologie des forêts de Guyane (ECOFOG) ; Ecole Nationale du Génie Rural, des Eaux et des Forêts (ENGREF) - Institut National de la Recherche Agronomique (INRA) - Université des Antilles et de la Guyane (UAG) - Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) Université Henri Poincaré (Nancy 1) Meriem Fournier Pierre Dizengremel Éditeur(s) : HAL CCSD Résumé : Diffusion du document : INRA Antilles-Guyane, UMR ECOFOG, 97387 Kourou, Guyane (France) Diplôme : Master Recherche il s'agit d'un type de produit dont les métadonnées ne correspondent pas aux métadonnées attendues dans les autres types de produit : DISSERTATION The gravitropic reaction is a fundamental phenomenon in the life of the young trees in under-storey of a tropical rain forest. It enables them to preserve a growth in height even after a fall of remains or a wind fallen wood had leaning them. This reaction passes mainly by the differentiation of reaction wood and the offsetting of the radial growth. The gravitropic reaction is also under the control of various parameters such as the diameter of the stems, the hardness of wood, or masses they carried. The tropical rain forest contains a great specific diversity and ecological strategies. In this work we seek to know if this diversity is reflected in the strategies of recovery of the species in particular on a level of efficiency of reaction. We compared eight species of tropical rain forest with various ecological behaviours. We studied their changes in form in the course of time, as to their growth. We showed that there are indeed interspecific differences in the gravitropic reaction. Some behaviours are specific to some species. We also showed that for the majority of the species, the deformation energy is strongly correlated with the relative growth of the species. Le redressement gravitropique est un phénomène fondamental dans la vie des jeunes arbres en sous-bois de forêt tropicale. Il leur permet de conserver une croissance en hauteur même après avoir subi la chute de débris ou même un chablis ayant conduit à leur inclinaison. Ce redressement passe principalement par la différentiation de bois de réaction et l’excentrement de la croissance radiale. Le redressement gravitropique est également sous le contrôle de différents paramètres tels que le diamètre des tiges, la dureté du bois, ou les masse portées. La forêt tropicale humide contient une grande diversité spécifique et de stratégies écologiques. Dans ce travail nous cherchons à savoir si cette diversité se reflète dans les stratégies de redressement des espèces notamment au niveau de l’efficience de la réaction. Nous avons comparé huit espèces de forêt tropicale humide avec différents comportements écologiques. Nous avons étudié leurs changements de forme au cours du temps, ainsi que leur croissance. Nous avons réussi à montrer qu’il existe effectivement des différences interspécifiques de redressement. Des comportements particuliers à certaines espèces ont pu être dégagés. Nous avons également montré que pour la majorité des espèces, l’énergie de déformation est fortement corrélée à la croissance relative de l’espèce. https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01189172 hal-01189172 https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01189172 PRODINRA : 11396 | Partager |
Diversité génétique et adaptation au milieu chez les arbres forestiers tropicaux : étude chez le genre Virola (Myristicaceae) ; Genetic Diversity and Environmental Adaptation in Tropical Forest Trees : Study of Virola Genus (Myristicaceae) Auteur(s) : Montaigne, William Auteurs secondaires : Antilles-Guyane Scotti, Ivan Scotti-Saintagne, Caroline Résumé : Le maintien de ressources génétiques suffisamment larges est nécessaire pour assurer la viabilité et le potentiel évolutif des populations naturelles. Cette thèse a le principal objectif de caractériser la diversité et la variabilité génétique chez le genre Virola (Myristicaceae) pour décrire les processus évolutifs qui en sont à l'origine. Premièrement,une étude de la régénération d'un échantillonnage exhaustif de V. michelii a été menée dans une parcelle du dispositif expérimental de Paracou ayant subi une exploitation forestière de faible intensité et comparée à une parcelle témoin. La diversité génétique mesurée à partir de marqueurs AFLP (Amplified Fragment-Length Polymorphism, N=229) en zones perturbées s'est révélée être plis grande qu'en zone non-perturbées. Puis, l'adaptation locale a été étudiée à travers ces mêmes individus et certains loci (AFLP) montrent une sélection divergente pour des environnements contrastés, indiquant un signe d'adaptation. Enfin, l'étude des niveaux de divergence génétique chez trois espèces de Virola du bouclier guyanais (V. michelii, V. surinamensis et V. kwatae) montrent que deux d'entre elles (V. surinamensis et V. kwatae) montrent de fortes similarités génétiques malgré leur distribution sur des environnements contrastés. des Flux de gènes intersécifiques ont été mis en évidence chez ces deux espèces-soeurs et l'hypothèse d'une spéciation écologique est avancée. Ce travail a permis d'aborder différents processus évolutifs à l'origine de la diversité génétique actuelle chez ces espèces forestières tropicales et peut fournir une contribution pour appréhender le devenir des populations. Genetic diversity is an essential component of biodiversity. The maintenance of sufficient genetic resources is needed to ensure the adaptive potential and the viability of natural populations. In the current context of global changes, the study of adaptation in living organisms is a key task, particularly for tropical forest trees that are dominant components (in terms of biomass and as ecological drivers) of some of the most diverse ecosystems on Earth. The main objective of this thesis is to characterize genetic diversity and genetic variability to understand the evolutionary processes that act on them. This ecological-genetic study was carried out at the interspecific and intraspecific level in the Virola genus.If overall high levels of genetic diversity are a guarantee of prosperity for the future of the species, it seems essential to perform studies on the impact of environmental disturbance on genetic diversity. In the first section, the genetic consequences of regeneration dynamics were studied in an exhaustive sample of V. michelii in a low-intensity logging plot and in a control plot at the Paracou experimental site. A greater genetic diversity, measured from AFLP markers (Amplified Fragment Length Polymorphism, N = 229), was found in perturbed areas. Because studying genetic diversity within species may be useful for understanding species adaptation to environmental changes, in the second section. I studied local adaptation in a population of V. michelii on the Paracou experimental site. A genome scan approach with AFLPs (N = 229) was conducted on 77 adult individuals and 401 juveniles to identify genetic differences between populations associated to contrasting conditions for an array of environmental variables. Some loci (N = 2) were found to be subject to divergent selection, indicating adaptation to contrasting habitats.In the third section, the study of levels of genetic divergence in three Virola species of the Guiana Shield (V. michelii, V. surinamensis and V. kwatae) was investigated for nuclear and chloroplast molecular markers. V. surinamensis and V. kwatae showed strong genetic similarities despite their contrasting habitats preferences. Coalescent analyses have revealed, on one hand, a recent divergence between these two species suggesting an ecological speciation, and one the other hand that interspecific gene flow occurs between these sister-species.This work focuses on understanding evolutionary processes shaping genetic diversity and provides a useful contribution for biodiversity conservation programs. http://www.theses.fr/2011AGUY0480/document | Partager |
Conflits et stabilité évolutive dans un mutualisme tripartite plante - fourmis- champignon ; Conflicts and evolutionary stability of a tripartite mutualism between plants, ants and fungi Auteur(s) : Lauth, Jérémie Auteurs secondaires : Antilles-Guyane Orivel, Jérôme Résumé : Les mutualismes, interactions interspécifiques où chaque partenaire retire un bénéfice net de leur association, sont centraux dans l’origine et l’organisation de la biodiversité. Bien que globalement bénéfiques pour chacun des partenaires, ces interactions n’enlèvent rien à l’égoïsme inhérent de chaque espèce pour sa survie et sa reproduction, générant des conflits d’intérêts entre les espèces. Ainsi, comprendre les processus écologiques et évolutifs qui maintiennent le caractère mutualiste d’interactions entre plusieurs espèces est primordial dans la compréhension du maintien de la biodiversité. Néanmoins, le corpus scientifique s’est jusqu'à présent surtout concentré sur des paires d’espèces en interaction. Or, ces avancées scientifiques restent partielles car la plupart de ces interactions s’englobent dans un contexte communautaire. C’est dans ce cadre conceptuel que se place mon travail de thèse. Alors que la diversité structurelle des mutualismes de protection entre plantes et fourmis en ont fait un modèle d’étude clé dans la compréhension des mutualismes, j’ai concentré mes recherches sur l’intégration d’un troisième partenaire fongique pour comprendre ses conséquences sur les résultantes écologiques et évolutives de ces mutualismes tripartites. Je me suis tout d’abord intéressé à définir la relation qui lie de façon mutualiste le champignon aux deux autres partenaires et à établir les conflits d’intérêts émanant de ces différentes interactions pour comprendre quels facteurs permettaient de les réguler. Ainsi, la relation qui lie le champignon aux fourmis peut être qualifiée d’agriculture. Les fourmis protègent, nourrissent et disséminent le champignon et celui-ci, via ses propriétés structurales, permet l’élaboration de galeries servant de piège pour capturer des proies. Ce phénomène crée cependant un conflit d’allocation de la force ouvrière des fourmis et nuit directement aux bénéfices de la plante par une diminution de l’intensité des patrouilles sur ses feuilles, diminuant consécutivement sa protection et sa fitness. Néanmoins, le rôle du champignon dans les transferts de nutriments entre les fourmis et la plante, ainsi que certaines réponses évolutives de la plante permettent de réguler ces conflits, stabilisant les bénéfices nets de chaque partenaire dans ce mutualisme tripartite. Puis, je me suis concentré à comprendre comment certains facteurs évolutifs pouvaient moduler cette résultante écologique. La prise en compte du caractère multipartite d’un mutualisme change radicalement la vision de l’évolution des mutualismes jusqu’alors étudiée entre paires d’espèces. Alors que le corpus scientifique s’accorde à dire que la spécialisation entre espèce par coévolution renforce la stabilité et les bénéfices perçus par chaque partenaire, le contexte multipartite semble altérer ces prédictions. Au contraire la spécialisation multipartite peut être dans certains cas un moteur d’instabilité et de baisse des bénéfices. Enfin cette thèse permet de faire le lien entre deux concepts qui s’opposent : la coévolution diffuse et la coévolution par paire. Je montre ainsi que la coévolution peut intervenir sur plus de deux espèces à la fois, mais qu’elle peut quand même entrainer une spécialisation multispécifique. Finalement, au contraire des prédictions de la coévolution diffuse, cette thèse montre que plusieurs pressions de sélection contrastées émanant de différentes espèces envers un seul trait d’une troisième espèce peuvent promouvoir la spécialisation multi-spécifique. Mutualisms, defined as interspecific interactions where each partner receives net benefices from their interactions, are central to the organization of earth biodiversity. Although globally beneficial for each partner, such interactions do not modify the inherent selfishness of species for their survival and reproduction, generating conflicts of interests between species. Thus understanding the ecological and the evolutionary processes maintaining positive outcomes in mutualisms is fundamental to understand how mutualisms shape earth biodiversity. However, scientific research on mutualisms has most of the time focused on interaction between pairs of species. Such knowledge is thus partial as mutualisms are embraced in a community context. My doctoral thesis takes place in this conceptual framework. I focused my research on the integration of a third fungal partner in protective interactions between ants and plants to evaluate its consequences on the ecological and evolutionary outcomes of such mutualisms, taken as multispecies interactions. I first focused my researches in defining the mutualistic interaction linking the fungal partner with its two other associates and in revealing any conflict of interests and their regulation that may emerge from such tripartite interactions. The interactions between the ants and the fungi can be qualified as a case of non-food fungiculture. The ants protect, provide food and disseminate the fungus, and the latter, thanks to its structural properties, allows the elaboration of galleries used that are then used as trap to capture preys. This phenomenon creates a conflict of interest in the allocation of the worker force, altering host plant benefits through a decrease of worker patrolling activity and consequently leaves protection and thus fitness. However, the role of the fungus in the nutrient transfers between ants and plants added to evolutionary responses from the plant allows regulating this conflict, stabilizing the net benefits towards the plant. Then I have concentrated my researches in understanding how evolutionary factors would modulate the ecological outcomes of such interactions. Taking into account the multispecific character of mutualisms changes radically the vision on the evolution of mutualisms when pair of species are considered. While it is widely accepted that specialization of mutualist species through coevolution reinforce the stability of the interaction and the net benefit of each partner, the multispecific context seems to deviate these predictions. Conversely, I show that specialization between three mutualistic partners can drive instability and decrease of benefits. Finally, the results of this thesis join the gap between two previously opposed concepts: diffuse coevolution and pairwise coevolution. I show that coevolution can happen between more than two species simultaneously and that it can drive mutlispecific specialization. Opposed to the diffuse coevolution, I show that contrasting selective pressures on a same trait from different partner can promote specialization of species. http://www.theses.fr/2013AGUY0622/document | Partager |