Variations altitudinales de traits fonctionnels foliaires chez les arbres : déterminismes environnemental et génétique

Le changement climatique rapide auquel nous assistons actuellement est deja en train de modifier le cycle de vie d’un grand nombre d’organismes. Des etudes basees sur des modeles d’enveloppe bioclimatique apportent des reponses mais ces predictions de nouvelles aires de repartition ne tiennent pas compte d’une part de l’adaptation rapide des especes (plasticite phenotypique et diversite genetique non neutre), et d’autre part des interactions interspecifiques ou de la dynamique des populations. Ce travail de recherche est centre sur les mecanismes permettant la persistance des individus dans un environnement changeant.Nous avons travaille dans les Pyrenees francaises sur deux especes a large repartition europeenne (chene sessile et hetre commun) sur un gradient altitudinal de 1500 m de denivele correspondant en moyenne a 8°C d’amplitude thermique. Ce gradient a ete repete dans deux vallees paralleles, distantes de 30 km. Basee sur l’etude de traits fonctionnels, nous avons caracterise les variations altitudinales de traits morphologiques et physiologiques de ces caracteres dans des conditions naturelles. Les capacites ecophysiologiques apparaissent plus elevee pour le chene et pour les populations de haute altitude, suggerant une adaptation locale a un environnement stressant. Dans une etude preliminaire, nous avons etabli qu’il etait necessaire d’integrer les variations de pression partielle de dioxyde de carbone et non se concentration dans les mesures d’echanges gazeux. Tous les traits fonctionnels mesures en populations naturelles varient avec l’altitude. Ainsi la taille des feuilles diminue avec l’altitude tandis que les autres traits augmentent, avec des valeurs de 1.3 a 3.9 fois superieures entre le haut et le bas du gradient tous traits confondus. Nous avons ensuite cherche a determiner l’origine de ces variations phenotypiques. Une experimentation en test de provenance a ainsi permis de determiner les traits dont la variation in situ etait en partie sous controle genetique. Les resultats de notre etude montrent que le gradient altitudinal a induit une differenciation genetique au niveau de la croissance, de la phenologie et de traits fonctionnels foliaires pour ces especes, malgre la proximite des populations etudiees dans leur milieu naturel. Neanmoins, les capacites photosynthetiques pour le hetre et la surface specifique foliaire pour le chene ne montre aucune differentiation genetique, ainsi que la densite stomatique pour les deux especes. D’autre part, l’experimentation de transplantations reciproques le long du gradient, a mis en evidence une forte plasticite phenotypique pour les deux especes, ce qui suggere que les populations peuvent dans une certaine mesure repondre immediatement aux variations climatiques rencontrees le long de ce gradient. Cependant, tandis que la temperature optimale pour la longueur de saison de vegetation ne semble pas encore atteinte, les populations pourraient reagir negativement a une elevation de la temperature en terme de croissance. En conclusion, les mecanismes adaptatifs mis en evidence le long d’un gradient climatique naturel, pourraient permettre aux populations de faire face au changement climatique actuel.