Dendroécologie et génétique d'une population de hêtre (Fagus sylvatica) en marge chaude de l'aire de répartition de l'espèce

Le changement climatique devrait causer un declin des populations d'arbres forestiers residant a des faibles latitudes, en marges chaudes de la distribution de l’espece. En effet, le rechauffement et le stress du au changement de l'equilibre hydrique devraient entrainer une reduction de la croissance et de la reproduction des arbres, et une augmentation de la mortalite. Cette these de doctorat etudie la structure demographique et genetique d'une population naturelle de hetre (Fagus sylvatica) situee dans un refuge climatique, en marge chaude de la distribution de l’espece dans le sud-est de la France. Cette population persiste sur les pentes des gorges karstiques le long d’une riviere, le Ciron (Gironde), un lieu qui hebergeait deja des hetres pendant la derniere periode glaciaire. L'objectif general de la presente these est de mieux comprendre comment cette population de refuge climatique a reussi a persister a travers les changements climatiques passes et comment elle pourrait repondre au rechauffement climatique. Le premier chapitre de these evalue la structure et la diversite genetique de l'ensemble de la population d'arbres adultes (n = 932) afin d’inferer son histoire postglaciaire. L'etude revele que la population se compose de deux clusters genetiques avec differents niveaux de diversite. Cela peut refleter une population locale ancienne qui a ete successivement colonisee par des genotypes d'immigres. Le deuxieme chapitre de la these etudie le systeme d'accouplement et les modeles de mouvement du pollen au sein de la population. Cela etait possible en analysant les progenitures de graines provenant d'arbres meres selectionnes (n = 30) tout le long de la population. L’etude montre que l'accouplement predominant entre voisins genetiquement apparentes a entraine une structure genetique spatiale tres forte. Ce phenomene aide a expliquer le brassage lent des deux clusters genetiques presents dans la population. Le troisieme chapitre de la these consiste en une analyse dendroecologique basee sur un tiers de la population adulte de hetres (n = 317), plus 79 chenes pedoncules (Quercus robur) echantillonnes pour la comparaison. Les etudes sur les cernes annuels et la modelisation basee sur les projections climatiques revelent que la croissance du hetre a ete relativement peu affectee par des conditions climatiques de plus en plus seches. Une forte augmentation de la croissance radiale a ete demontree pour le hetre entre 1860 et 1920 qui a atteint un plateau plus tard. Ensuite, la croissance a legerement diminue depuis les annees 1980, et cela ne sera probablement pas accentue a l’avenir d'apres les scenarios climatiques futurs de la region. En outre, les analyses a des echelles fines, y compris les isotopes, montrent une grande heterogeneite de performance entre les arbres en terme de croissance et d'efficience d'utilisation d’eau. Cela est en partie explique par la topographie locale de la vallee refuge, et pourrait egalement etre influence, dans une faible mesure, par le genotype des arbres.La combinaison des deux approches de recherche, la dendroecologie et l’ecologie moleculaire, a permis a cette etude d'atteindre des meilleures connaissances sur cette population particuliere de hetres dans la vallee du Ciron et sur sa performance dans un environnement abiotique contraignant. Ces idees representent des informations de base precieuses pour la conservation et la gestion de cette population et d'autres populations d'arbres forestiers dans un climat en evolution rapide.