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Dernière mise à jour : Mai 2018

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Ecologie des Forêts Méditerranéennes

Unité de Recherches Ecologie des Forêts Méditerranéennes

ALLEAUME Mariane

Mariane ALLEAUME
© Inra M. Alleaume
Post-Doctorante

Email : marianebenharira(at)yahoo.fr

 

  • 2006-2011 : Post-doctorante à l'Unité de Recherches Ecologie des Forêts Méditerranéennes
     
    2001~2005 : Thèse de doctorat en biologie ; sujet : « Etude théorique et expérimentale de l’évolution des aires de répartition des espèces dans un contexte de changements globaux ». Ecole doctorale Biologie Intégrative (Université Montpellier II).

    2000~2001 : Etudiante en D.E.A. de Biologie de l’Evolution et Ecologie (Mention Assez Bien) ; Ecole doctorale Biologie Intégrative de l’Université Montpellier II
     

    1999~2000 : Maîtrise de Biologie des Populations et des Ecosystèmes (mention Bien) à l’Université Montpellier II

    1998~1999 : Licence de Biologie des Organismes et des Populations (mention Assez Bien) à l’Université Montpellier II

    1995~1997 : D.E.U.G. de Sciences Biologiques et Naturelles (mention Assez Bien) à l’Université Montpellier II
     
     

  •  Les changements globaux actuels liés aux activités humaines comprennent principalement les changements climatiques, avec en particulier un réchauffement des températures, et une dégradation des milieux (Barbault & Chevassus-au-Louis 2004). Il semble donc tout à fait crucial de mettre en place des moyens fiables de gestion de la biodiversité. Au lieu de chercher à projeter dans le futur les patrons actuels de distribution à l’aide de différents scénarios, il semble particulièrement intéressant de pouvoir prédire les tendances évolutives pour la diversité chez les espèces d’intérêt. Plus précisément, il est capital d’étudier les différentes conséquences des changements de l’environnement sur la répartition et l’évolution de la diversité pour les populations qui ne se trouvent pas en situation d’équilibre.
     
     Les écosystèmes forestiers sont complexes et recouvrent environ un tiers des terres émergées. Ils participent ainsi à maintenir une grande biodiversité et jouent un rôle important dans les grands cycles biogéochimiques, notamment au niveau du climat (Goreaud et al. 2005). La plupart des expériences et des prédictions sont faites pour des espèces annuelles ou pérennes mais généralement herbacées et assez peu sur les arbres qui ont la particularité d’avoir de très longues durées de vie.
     Pour prédire l'évolution des peuplements forestiers, et ainsi faciliter l'aménagement, les chercheurs ont mis au point différents types de modèles de dynamique forestière qui couplent les processus génétiques et la dynamique démographique. Ces modèles permettent de suivre l’évolution de la diversité dans les populations d’arbre non stabilisées. Plus précisément, ils prédisent l’évolution de la diversité neutre ou de gènes ciblés. Nous proposons de développer ces modèles pour des caractères quantitatifs qui sont déterminés par de nombreux gènes et dont l’expression est influencée par le milieu grâce aux deux plates-formes CAPSIS (Dreyfus et al. 2005) et METAPOP (Le Corre et Kremer 2003). Elles permettent respectivement de modéliser des populations continues ou en réseaux (de type métapopulation). Nous pourrons ainsi étudier l’influence de la relation entre les gènes sur la diversité génétique dans plusieurs scénarios et améliorer les prédictions des modèles démo-génétiques pour plusieurs espèces arborées.
     Les deux modèles biologiques proposés sont complémentaires et très intéressants car l’étude de l’évolution de la diversité au cours de l’introduction du Cèdre permet de connaître les effets d’une sélection variable dans le temps et l’étude des populations de hêtres et de sapins le long du gradient altitudinal dans le Mont Ventoux permettent de comparer des populations sous sélection spatialement hétérogène.
     
     Le cèdre a été introduit dans le Lubéron depuis le milieu jusqu’à la fin du 19^ème siècle, dans 3 zones séparées. La forêt est aujourd’hui continue et présente un modèle biologique tout à fait intéressant.
     L’étude de la variabilité génétique neutre et sélectionnée, effectuée sur les trois générations de Cèdres apparues depuis l’introduction, a montré une très forte et constante variabilité génétique dans la forêt au cours de la naturalisation, avec une légère augmentation de la diversité au cours des générations (Lefèvre et al. 2004). Nous utiliserons ce patron expérimental comme base de scénarios dans les simulations pour explorer l’effet de différentes relations entre les gènes sur la diversité génétique dans une population qui a subi un goulot d’étranglement sans sélection avec une modification des conditions environnementales au moment de l’introduction. Nous utiliserons également le suivi des populations de hêtres et de sapins le long d’un gradient altitudinal au Mont Ventoux pour déterminer si l’hétérogénéité spatiale de la sélection influence la diversité génétique des caractères adaptatifs chez ces deux espèces. On peut supposer que la différenciation doit être forte lorsque les pressions de sélection sont élevées alors que cette sélection est variable le long du gradient. Nous pourrons simuler le réchauffement climatique actuel par un changement directionnel de l’environnement en prenant en compte la longévité des arbres qui implique une forte variation de température au cours d’une génération. Nous pourrons suivre l’évolution de la variabilité génétique et de l’adaptation locale de plusieurs traits comme la croissance, la phénologie de la floraison, la résistance au froid ainsi que la démographie d’une population d’arbres distribuée le long d’un tel gradient environnemental. Nous ferons varier l’intensité du gradient environnemental et de la migration pour savoir si on obtient un gradient de différenciation des traits adaptatifs et déterminer selon les scénarios s’il existe un décalage plus ou moins important entre la moyenne des traits mesurés et la valeur optimale en terme de démographie par exemple (Rehfeldt et a. 1999, Rehfeldt et al. 2002).
     
     Dans ces deux cas, nous modéliserons dans un premier temps le phénotype pour des caractères complexes par plusieurs loci à effet purement additif sur la plate-forme CAPSIS. Il sera intéressant dès cette étape de comprendre avec un modèle additif, comment la sélection peut intervenir au cours de quelques générations. Pour cela, on comparera des traits (déterminés par plusieurs loci) neutres à différents traits sous sélection comme la croissance ou la survie. En effet, si le type de relation entre phénotype et valeur sélective (qui sera connue à l’issue des simulations) est non linéaire, des phénomènes de relations complexes entre les gènes, de type épistasie et dominance, émergent (Dillmann & Hospital 2002). Nous nous intéresserons ensuite à des modèles génétiques alternatifs plus complexes, que nous pourrons comparer à ce premier modèle. Nous pourrons déterminer si leur intégration dans les modèles de dynamique forestière peut permettre d’augmenter le réalisme et nous évaluerons la robustesse des prédictions précédentes. Les deux grands types de modèles alternatifs au modèle additif sont les modèles multiplicatif et métabolique. On pourra dans un premier temps étudier le modèle multiplicatif, qui suppose une multiplication des effets de chaque locus. Il est généralement utilisé pour les caractères de productivité supposés fortement liés à la valeur sélective (comme la production de graines par exemple). Ce modèle génère de l’épistasie (Dillmann & Hospital 2002) indépendamment des relations qui émergent du forme de sélection sur le trait. Dans un second temps, nous nous intéresserons au modèle métabolique. Il décrit les relations entre la concentration d’enzymes et le flux à travers la chaîne métabolique dans laquelle ces enzymes sont impliqués. De manière générale, ce modèle permet de comprendre comment des relations plus complexes entre les locus ou entre les allèles tels que la dominance et l’épistasie peuvent émerger d’une relation non linéaire entre génotype et phénotype (Bost et al. 2001). Nous pourrons ainsi évaluer dans quelle mesure le choix de la relation entre gènes et phénotype peut avoir un effet important sur les prédictions en terme d’évolution de la variabilité du caractère chez les arbres. La robustesse des différentes prédictions sera évaluée par comparaison avec les données des deux modèles biologiques. Par exemple, nous déterminerons les conditions permettant une augmentation de la diversité qui a été observée suite à l’introduction chez le Cèdre.
     
     Nous pourrons utiliser les différents modèles de simulation de relations génotype-phénotype mis au point pour CAPSIS pour les comparer dans un contexte de réseaux de populations sous METAPOP. Ce type de modèles de dynamique forestière pourrait permettre d’expliquer les patrons complexes de distribution de la diversité génétique. En particulier, nous pourrions voir à l’issue des simulations si pour un même trait, les gènes responsables de la variabilité au sein d’une population et ceux responsables de la variabilité entre les populations sont différents.
     Cela pourrait expliquer certains patrons de forte différenciation entre populations malgré forte variabilité au sein des populations qui ont déjà été observés (Savolainen et al. 2004). METAPOP pourra également permettre de comprendre comment les réseaux de populations non stabilisées pourront faire face à un changement climatique rapide. En particulier, nous pourrons chercher à déterminer les conditions de migration entre les différentes populations qui permettraient d’apporter la variabilité génétique nécessaire à une adéquation entre les traits adaptatifs et les nouvelles conditions environnementales au cours de quelques générations.
     
     L’ensemble de ces travaux de modélisation nous amènera à mieux prédire la capacité des différentes espèces d’arbres à s’adapter à l’environnement sous différents scénarios environnementaux et ce pour différents paramètres clés. Nous pourrons analyser la sensibilité de certains caractères et leur variabilité sous différents scénarios et fournir des indicateurs concrets pour déterminer des axes de gestions durables des forêts.
  • 2006 : Geographical patterns of adaptation within a species’ range : interactions between drift and gene flow. Alleaume-Benharira Mariane, Ophélie Ronce et Ido Pen. 2006, Journal of Evolutionary Biology, 19:203-215.
     

    2001 : Flux de gène, dérive et adaptation locale en population fragmentée. Mémoire de stage principal de D.E.A. au laboratoire de Génétique et Environnement de l’Institut des Sciences de l’Evolution de Montpellier (Université Montpellier II).

    Maîtres de stage : Ophélie Ronce et Ido Pen.

    2001 : Effets de l’augmentation de la teneur en CO2 atmosphérique sur la photosynthèse. Mémoire de stage complémentaire de D.E.A. au laboratoire d’Evolution du Dr Graham Bell à l’Université Mac Gill de Montréal (Canada).

    Maître de stage : Sineàd Collins.

    2000 : Maintien du polymorphisme chez une espèce mimétique : utilisation d’un modèle déterministe. Mémoire de stage de Maîtrise au laboratoire de Génétique et Environnement de l’Institut des Sciences de l’Evolution de Montpellier (Université Montpellier II).

    Maîtres de stage : Mathieu Joron et Sandrine Maurice.
     

    2005 : Poster au colloque international de Botanique à L’université de Vienne (Autriche). Sujet : Comparison of native and invasive populations of Senecio inaequidens for vegetative and reproductive traits in a control common garden experiment.

    2003 : Poster au colloque international « Invasive Plants in Natural and Managed Systems” : à Fort Lauderdale (Floride, USA). Sujet : Local adaptation at the margins of a species range.

    2001  : communication orale au XXIIIème colloque du « le Petit Pois Déridé » : réunion annuelle du groupe de Biologie et Génétique des populations à l’Université Paris Sud, centre Orsay. Sujet : Influence de la Dispersion sur l’Adaptation Locale en Populations Fragmentées : une étude par simulations.

    2001 : communication orale au 3ème colloque annuel du réseau européen « Fragland » : Survival of Species in Fragmented Landscapes à Leeds (G.B.). Sujet : Maintenance of mimicry polymorphisms at a landscape level.

    2002 : Travaux pratiques d’embryologie animale / 1ère année de DEUG de Biologie.

    2002 : Travaux pratiques de morphologie végétale / 1ère année de DEUG de Biologie.