Variation des traits le long des gradients environnementaux : rôle de l'intégration phénotypique et de la variabilité au sein des clades - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2011

Variation of traits along environmental gradients: role of phenotypic integration and variability within clades

Variation des traits le long des gradients environnementaux : rôle de l'intégration phénotypique et de la variabilité au sein des clades

Résumé

The response of traits to the environment has been studied mainly at the level of trait means within and across species and lineages and has recently been extended to intraspecific trait variability. However, traits may respond to the constraints of a given environment also in terms of (i) increased mutual determination of traits within individuals and populations, i.e. increased phenotypic integration, and (ii) decreased variation of traits within entire phylogenetic lineages. Here we tested: (i) the effects of abiotic and biotic environments on phenotypic integration within sub-Antarctic plant species and the ecological and biogeographic consequences of a strong phenotypic integration, and (ii) the effects of abiotic and biotic environments on the phenotypic variability realized within Angiosperm genera of Central Europe. Regarding the first aspect, we found that phenotypic integration is higher under stressful abiotic conditions. The increase in phenotypic integration occurs at small spatial scales and may constrain the large scale flexibility of growth and reproductive strategies. We also found that strong phenotypic and environmental integration may contribute to endemism of some sub-Antarctic species, probably through a long-term specialization of these species to their habitat. Regarding the second aspect, we found that phenotypic variability realized within genera of Central Europe is higher under intermediate abiotic conditions, reflecting increased independence of traits from the abiotic environment. We also found that the number of coexisting species is highly conserved within genera. Intermediate levels of coexistence tend to correspond to both intermediate positions along abiotic gradients and to highest levels of variability of certain traits. This suggests a role of numerous but still predictable biotic interactions for the maintenance (or evolution) of high levels of trait variability within clades. Overall, the results of both aspects suggest the capacity of species to respond to environmental variations may be strongly constrained at the level of both individual phenotypes and entire clades, notably under abiotically but also biotically extreme environments.
La réponse des traits à l'environnement a été étudiée essentiellement à travers la moyenne des attributs de trait des espèces et des lignées et a récemment été étendue à la variabilité intraspécifique. Cependant, les traits peuvent également répondre aux contraintes de l‟environnement par (i) une forte détermination mutuelle des traits au sein des individus ou des populations, i.e. une forte intégration phénotypique, et (ii) une faible variation des traits au sein de lignées phylogénétiques entières. Nous avons testé : (i) les effets de l'environnement abiotique et biotique sur l'intégration phénotypique chez des espèces végétales subantarctiques et les conséquences écologiques et biogéographiques d'une forte intégration phénotypique, et (ii) les effets de l‟environnement abiotique et biotique sur la variabilité phénotypique réalisée au sein des genres d'Angiospermes de l'Europe Centrale. Pour le premier aspect, nous avons constaté que l'intégration phénotypique est plus forte en conditions abiotiques stressantes. Le renforcement de l'intégration phénotypique se produit sur de petites échelles spatiales et peut limiter la flexibilité à grande échelle des stratégies de croissance et de reproduction. Nous avons également montré que la forte intégration phénotypique et environnementale peut contribuer à l'endémisme de certaines espèces subantarctiques, probablement par une spécialisation sur le long terme de ces espèces à leur habitat. Pour le second aspect, nous avons observé que la variabilité phénotypique réalisée au sein des genres de l'Europe Centrale est plus élevée dans des conditions abiotiques intermédiaires, ce qui reflète une plus grande indépendance des traits vis-à-vis de l'environnement abiotique. Nous avons également montré que le nombre d'espèces en coexistence est très conservé au sein des genres. Un niveau intermédiaire de coexistence semble coïncider avec à la fois une position intermédiaire des genres le long de gradients abiotiques et une plus grande variabilité de certains traits. Ceci suggère un rôle des interactions biotiques nombreuses, mais toujours prévisibles, pour le maintien (ou l'évolution) de niveaux élevés de variabilité des traits au sein des clades. Finalement, l'ensemble de nos résultats suggèrent que la capacité des espèces à répondre aux variations de l'environnement pourrait être fortement limitée aussi bien au niveau des phénotypes individuels qu'à l'échelle des clades entiers, notamment dans des environnements abiotiques et biotiques extrêmes.
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Dates et versions

tel-00588294 , version 1 (22-04-2011)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00588294 , version 1

Citer

Marie Hermant. Variation des traits le long des gradients environnementaux : rôle de l'intégration phénotypique et de la variabilité au sein des clades. Ecologie, Environnement. Université Rennes 1, 2011. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00588294⟩
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