MeCC - Mécanismes de l’adaptation au Changement Climatique: comment plasticité phénotypique, micro-évolution et migration affecteront-elles la phénologie des arbres forestiers ?

RÉSUMÉ

Source :   d'après la présentation du projet sur le site de l'ANR

Nous proposons d’étudier l'interaction entre les trois mécanismes d’adaptation ci-dessus pour décrire et prévoir l'adaptation des arbres forestiers au changement climatique. Nous voulons (1) évaluer la valeur adaptative de la plasticité phénotypique dans les climats actuel et futur à différentes échelles spatiotemporelles, (2) comprendre comment la microévolution, en interaction avec la plasticité et les flux de gènes, façonne les variations phénotypiques dans les climats actuel et futur, (3) utiliser notre compréhension accrue des variations phénotypiques spatiotemporelles afin de mieux prédire la distribution future des espèces.

En raison de leur longue durée de vie et de flux géniques importants, les arbres forestiers sont particulièrement exposés aux variations spatiotemporelles de la sélection. La plasticité phénotypique peut donc jouer un rôle clé chez ces espèces face aux changements climatiques. Nous étudierons l'impact des trois mécanismes d’adaptation sur les traits phénologiques de trois espèces d'arbres forestiers, le hêtre, le chêne sessile et le sapin pectiné. Les traits phénologiques sont des déterminants majeurs de la répartition géographique des espèces d'arbres et du fonctionnement des écosystèmes qui montrent de fortes réponses au changement climatique actuel et de grandes variations génétiques intra- et inter-populations. Ces traits pourraient donc évoluer rapidement si le changement climatique génère de nouvelles pressions de sélection. Nous nous concentrerons sur le débourrement, profitant de modèles phénologiques basés sur les processus permettant de prédire sa date d'occurrence en fonction des conditions météorologiques.

L'originalité de notre projet réside dans (i) l'intégration de différents mécanismes d'adaptation dans les projections des impacts du changement climatique, ce qui a été très rarement tenté, (ii) l'étude de l'interaction entre ces différents mécanismes d'adaptation, (iii) la combinaison de différents types d'approches de modélisation et d’observations pour comprendre et prévoir les réponses adaptatives des arbres aux changements climatiques. Nous ferons une utilisation originale de modèles basés sur les processus pour (i) prédire les variations spatiotemporelles des dates de débourrement et leur impact sur les taux démographiques, (ii) prédire quantitativement la direction et la force de la sélection agissant sur ce trait dans les climats actuel et futur. Nous intégrerons cette compréhension fine des pressions de sélection selon des scénarios écologiquement réalistes dans des modèles de génétique quantitative de complexité variable pour prédire les changements dans les valeurs phénotypiques et génétiques des dates de débourrement. Nos prévisions seront quantitativement validées pour un ensemble de sites où les variations génétique et plastique de ce trait sont intensivement étudiées.