Apports des mesures d’originalités phylogénétiques et fonctionnelles en écologie
Porteur du projet : Sandrine PAVOINE- UMR7204 / CESCO
Co-porteur du projet : UMR7205 / ISYEB - Philippe GRANDCOLAS
Etudiant recruté : Anna KONDRATYEVA
Période & durée du projet : 2016 – 3 ans
Présentation du projet :
En écologie, de plus en plus d’études recherchent les mécanismes écologiques, évolutifs et historiques qui structurent les assemblages d’espèces en analysant la diversité phylogénétique et la diversité des traits fonctionnels (traits biologiques supposés représenter le rôle des espèces dans leur écosystème) des espèces qui les composent (e.g. Emerson & Gillepsie 2008, Pavoine & Bonsall 2011). L’apport de chaque espèce à la diversité phylogénétique et à la diversité des traits biologiques peut être mesurée par leur originalité. Une espèce est originale si elle a peu d’espèces proches (originalité phylogénétique) ou si elle a des valeurs de traits fonctionnels uniques ou rares (originalité fonctionnelle). Quelques études ont montré que l’originalité phylogénétique d’une espèce se distingue de son originalité fonctionnelle (e.g. Cianciaruso et al. 2013).
Malgré son utilisation depuis plusieurs années en biologie de la conservation (Isaac et al. 2007), le concept d’originalité est encore très peu utilisé en écologie des communautés. Le rôle des espèces originales dans leur communauté et leur région ainsi que l’impact des processus écologiques, évolutifs et historiques, sur les distributions d’originalité des espèces restent donc à déterminer. Ceci est d’autant plus important que Mouillot et al. (2013) par exemple ont montré que, dans trois écosystèmes très divers, les combinaisons de traits fonctionnels les plus originales sont portées par des espèces rares et potentiellement vulnérables. Strauss et al. (2006) ont notamment affirmé qu’une espèce devrait être phylogénétiquement ou fonctionnellement originale pour pouvoir s’installer et se répandre dans un environnement car elle éviterait la compétition avec les espèces natives. Cependant, on peut supposer que des espèces très distinctes de la communauté native d’un site auront moins de chance d’envahir ce site par leur manque d’adéquation avec les conditions environnementales locales (Strayer 2012).
Résultats espérés :
Dans ce contexte, l’objectif de la thèse sera de mesurer, analyser et modéliser l’originalité relative des espèces de différents taxa, à différentes échelles spatiales et évolutives, le long de gradient environnementaux ou dans différents habitats pour relier originalités phylogénétiques et fonctionnelles aux mécanismes écologiques, évolutifs et historiques qui façonnent les assemblages. L’étude de l’originalité des espèces apportera une approche plus fine que celle de la diversité qui est plus globale. En analysant l’originalité relative de chaque espèce, on peut espérer identifier et se focaliser sur des mécanismes qui n’affectent qu’une partie des espèces présentes dans un site. Les effets de mécanismes multiples en interaction pourraient alors être discriminés en étudiant l’originalité des espèces selon différents traits biologiques et selon la phylogénie.
Originalité du projet
L’originalité phylogénétique est mesurée en biologie de la conservation pour définir des priorités de conservation. Son importance en écologie des communautés n’a pas encore été explorée. L’originalité fonctionnelle d’une espèce est encore très peu évaluée, tout spécialement au regard de la phylogénie. Quelques indices simples ont été proposés mais aucune étude n’a été faite actuellement sur leurs propriétés et leurs pertinences pour une utilisation en écologie et en biologie de la conservation. Nous chercherons également à intégrer la variabilité intra-spécifique dans les mesures d’originalité.
Cette approche centrée sur l’originalité de chaque espèce repose sur le fait que les processus écologiques et évolutifs peuvent agir sur une partie seulement de la communauté présente dans un site et que différentes populations peuvent être affectées par différents mécanismes.