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Étude | L’adaptation micro-géographique des arbres d’Amazonie

Des divergences génomiques et phénotypiques révèlent l’adaptation micro-géographique de l’arbre hyperdominant Eperua falcata Aubl. (Fabaceae) en Guyane française

Les espèces aux vastes distributions peuvent faire l’objet de processus adaptatifs dits ‘micro-géographiques’ au cours desquels les populations s’adaptent –différentiellement– à des habitats géographiquement proches mais écologiquement très différents. Ce processus, dont les premières évidences sur des arbres furent rapportées dès le début des années 90 (adaptation micro-géographique chez Pinus sp.), fait l’objet d’une attention grandissante en milieu tempéré depuis ces dix dernières années avec l’avènement technologique du séquençage massif ‘de nouvelle génération’.

Illustration Louise Brousseau.

Étonnamment, ce processus a été peu questionné et peu documenté en Amazonie, alors que ses paysages forestiers constituent pourtant des systèmes de choix. D’une part, car l’Amazonie recèle de nombreux exemples de distributions micro-géographiques contrastées entre espèces proches (i.e. au sein d’un même genre, cf. travaux menés par les chercheurs CEBA C. Baraloto et C. Fortunel) qui suggèrent l’implication de processus adaptatifs micro-géographiques au cours du processus de spéciation – l’émergence de nouvelles espèces. D’autre part, car des espèces d’arbres généralistes, parfois hyperdominantes, sont capables de s’établir dans des habitats aux conditions écologiques très contrastées sans que l’on en connaisse les processus évolutifs sous-jacents.

Cet apparent ‘désintérêt’ pour ce processus s’explique par la complexité des mécanismes évolutifs à l’œuvre en population naturelles – opérant à différentes échelles spatiales – d’une part, et par un manque de données génomiques et phénotypiques au niveau populationnel chez des espèces ‘non modèles’ d’autre part, qui constituent des freins important à l’étude de la biodiversité contemporaine du point de vue des mécanismes évolutifs passés.

La chercheuse CEBA Louise Brousseau, de l’unité AMAP, a exploré les patrons de divergence adaptative à différentes échelles spatiales (de la région aux micro-habitats) au niveau génomique et phénotypique chez l’espèce d’arbre hyperdominant Eperua falcata en Guyane française. Cette étude exploratoire publiée dans Molecular Ecology apporte une solide preuve-de-concept de la contribution de mécanismes adaptatifs à la divergence génomique et phénotypique en Amazonie.

L’étude compile les données acquises sur le long terme lors d’une vaste expérimentation de transplantations réciproques initiée en 2011 ainsi que des données massives issues du séquençage à haut débit de génomes en populations naturelles, selon une approche dite ‘Pool-Seq’. En s’appuyant sur un design expérimental original, cette étude dissocie les effets des processus adaptatifs opérant à large échelle spatiale (entre régions géographiquement distantes de quelques centaines de kilomètres) de ceux opérant à échelle micro-géographique (entre ‘Terra-firme’ et bas-fonds distants de quelques centaines de mètres).

En illustrant le processus de divergence adaptative aux niveaux génomique et phénotypique à l’échelle régionale mais aussi micro-géographique, cette étude représente une avancée prometteuse dans notre compréhension de l’adaptation locale à de multiples échelles spatiales et de son implication dans le processus d’évolution et de diversification des arbres d’Amazonie.

Pour aller plus loin

Brousseau, L., Fine, P. V.
A., Dreyer, E., Vendramin, G. G., & Scotti, I. (2020). Genomic and phenotypic divergence unveil
microgeographic adaptation in the Amazonian hyperdominant tree Eperua
falcata
Aubl. (Fabaceae). Molecular Ecology, mec.15595. doi:
10.1111/mec.15595

[Voir l’étude]

[Sur l’adaptation microgéoraphique des arbres]

Steiner, K. C., & Berrang,
P. C. (1990). Microgeographic
adaptation to temperature in pitch pine progenies. American Midland
Naturalist
, 123(2), 292–300.

Eckert, A. J., Maloney, P. E., Vogler, D. R.,
Jensen, C. E., Mix, A. D., & Neale, D. B. (2015). Local adaptation at fine
spatial scales: an example from sugar pine (Pinus lambertiana,
Pinaceae). Tree Genetics & Genomes, 11(3), 42.

[Sur le contexte Amazonien – associations microgéographiques entre espèces
et micro-habitats]

Baraloto, C., Morneau, F., Bonal, D., Blanc,
L., & Ferry, B. (2007). Seasonal water stress tolerance and habitat
associations within four neotropical tree genera. Ecology, 88(2),
478–489.

Fortunel, C., Paine, C. E. T. T., Fine, P. V.
A. A., Mesones, I., Goret, J.-Y. Y., Burban, B., … Baraloto, C. (2016). There’s
no place like home: seedling mortality contributes to the habitat
specialisation of tree species across Amazonia. Ecology Letters, 19(10),
1256–1266.