Gerard, Pierre (2006) Isolement reproducteur et dispersion en zone hybride forestière: l'exemple des frênes (Fraxinus excelsior L. et F. angustifolia Vahl). PhD thesis Sciences Forestières, ENGREF.

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Abstract

Les zones hybrides entre taxons proches peuvent offrir un regard privilégié sur les processus évolutifs, en particulier la spéciation. L'évolution de l'isolement reproducteur dans ces zones va dépendre en grande partie de l'intensité des flux de gènes et de la valeur sélective des hybrides. Chez les arbres forestiers, les zones de contact sont souvent très étendues, étant donnés leurs larges distributions, les longues distances de dispersion de pollen et les forts taux d'allofécondation. Nous avons choisi comme modèle d'étude des deux espèces de frênes Fraxinus excelsior L. (frêne commun) et Fraxinus angustifolia Vahl (frêne oxyphylle), autochtones en France. Nous avons d'abord développé des marqueurs moléculaires et physiologiques (liés à la dormance des graines) discriminants, qui se sont révélés être de bon outils pour l'aide au diagnostic de reconnaissance, mais insuffisants pour détecter les hybrides en populations naturelles. Nous avons donc utilisé des marqueurs microsatellites et des données morphologiques pour mettre en évidence plusieurs zones hybrides très différentes à l'échelle de la France. Nous avons montré que la distribution des deux espèces et de leurs hybrides était fortement corrélée aux variations de facteurs environnementaux, suggérant que le climat est déterminant pour limiter l'hybridation naturelle. Les deux espèces observant des dates de floraison très divergentes, nous avons étudié l'effet de la phénologie florale sur la limitation des flux de gènes à échelle locale. Nous avons montré l'existence d'un isolement par le temps. Les flux de gènes ont lieu principalement entre individus fleurissant à la même période, et les flux de pollen sont asymétriques. Les hybrides fleurissant tôt sont les plus nombreux, et ont un succès reproducteur mâle et femelle largement supérieur, produisant plus de fleurs et de graines et subissant sensiblement moins d'attaques de gales florales. Observant par ailleurs des taux d'autofécondation élevés, ils pourraient posséder une valeur sélective supérieure dans ce type d'écotone intermédiaire, pouvant accroître leur potentiel colonisateur.

Table of content

INTRODUCTION - 5
I. SUR LE CONCEPT D'ESPECE - 7
II. ZONES HYBRIDES ET SPECIATION - 13
1. Origine et biogéographie des zones hybrides - 13
2. Isolement reproducteur - 15
2.1. Isolement zygotique et post-zygotique - 15
2.2. Isolement pré-zygotique - 16
Isolement intrinsèque - 16
Isolement écologique - 17
3. Dynamique et évolution des zones hybrides - 20
3.1. Fusion des espèces - 20
Disparition de la zone hybride - 20
Spéciation hybride - 21
Invasion, extinction - 22
3.2. Stabilité des zones hybrides - 23
3.3. Mouvement des zones hybrides - 25
3.4. Divergence des espèces - 26
3.5. Renforcement - 26
III. HYBRIDATION CHEZ LES ARBRES FORESTIERS - 28
IV. LES FRENES EUROPEENS - 29
CHAPITRE PREMIER
RECONNAISSANCE D'ESPECES - 45
CHAPITRE 2
ZONES HYBRIDES ET VARIATIONS CLIMATIQUES - 63
CHAPITRE 3
PHENOLOGIE FLORALE ET FLUX DE GENES - 99
CHAPITRE 4
DYNAMIQUE D'UNE POPULATION DE ZONE HYBRIDE - 159
CONCLUSION - PERSPECTIVES - 169

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