En étudiant la croissance en hauteur chez le pin maritime des scientifiques d’INRAE et du CNRS ont développé des modèles prévoyant la réponse des arbres forestiers à leur environnement. Les modèles intégrant données génomiques et climatiques améliorent la prévision sur la croissance en hauteur des arbres. Ces travaux pourraient mener à des applications à travers des stratégies de transplantation. Les travaux ont été publiés le 29 avril dans The American Naturalist,
L’accélération du changement climatique entraine sur les arbres forestiers une augmentation des dépérissements, affectant de nombreuses espèces et des environnements variés . Face à cette situation alarmante, des stratégies de transplantation prenant en compte les mécanismes évolutifs sont étudiés comme par la transplantation d’arbres vers des climats où ils seraient mieux adaptés.
Les arbres sont des espèces « clés de voute » essentielles au fonctionnement et au maintien des écosystèmes. Mais certaines populations d’arbres incapables de s’adapter assez rapidement pourraient connaître des déclins démographiques voire des extinctions.
Pour éviter de tels déclins, des stratégies de conservation et de gestion forestière sont engagées. Elles incluent le déplacement d’arbres vers des climats auxquels ils seront mieux adaptés , stratégie du flux génétique assisté) . Les stratégies peuvent s’appliquer à des populations menacées qui manquent de diversité génétique . Ces décisions engageant les gestionnaires pour plusieurs années, il est nécessaire d’anticiper la réponse des arbres à leur nouvel environnement.
Jusqu’à présent, les modèles de prédiction se basaient principalement sur le climat d’origine des populations d’arbres transplantés. Or, les données génomiques constituent des informations précieuses sur les processus adaptatifs des arbres comme la croissance. Comme elles sont de plus en plus accessibles grâce au coût en constante diminution des technologies de séquençage1, l’équipe de recherche* s’est intéressée à développer des modèles combinant données climatiques et génomiques pour améliorer la robustesse et la précision des prédictions.
Des études sur les pins maritimes transplantés
Pour développer ces modèles les chercheurs ont utilisé le pin maritime, espèce emblématique du bassin méditerranéen. Un dispositif de suivi a été mis en place sur cinq sites en France (Cestas Pierroton (Gironde), en Espagne (Asturias, Cáceres et Madrid) et au Portugal (Fundão) avec des arbres provenant de 34 populations de pins maritimes collectés sur l’ensemble de l’habitat naturel de l’espèce. Les scientifiques se sont concentrés sur la prédiction de la croissance en hauteur des arbres, trait d’intérêt majeur tant d’un point de vue économique qu’écologique, les arbres grandissant le plus rapidement ont une probabilité plus élevée de survivre et de se reproduire.
Les résultats montrent que les variations de croissance en hauteur du pin maritime observées s’expliquent à la fois par les différents pools génétiques dont ils sont originaires et par les différents climats dans lesquels ils ont évolué. L’incorporation conjointe des données climatiques et génomiques dans les modèles a permis d’améliorer les prédictions de la croissance en hauteur des populations de 14 % à 25 % en moyenne selon les sites expérimentaux par rapport à des modèles uniquement basés sur des données climatiques. Ces résultats seront utiles développer des modèles de prédiction de l’adaptation de population d’arbres transplantés dans un nouvel environnement dans le cadre de la conservation et de la gestion forestière.
Référence
Juliette Archambeau, Marta Benito Garzón, Frédéric Barraquand, Marina de Miguel Vega, Christophe Plomion, et Santiago C. González-Martínez. Combining climatic and genetic data improves range-wide tree height growth prediction in a forest tree. The American Naturalist, Volume 0, Number ja DOI : doi.org/10.1086/720619
* Laboratoires impliqués :
- UMR BIOGECO (INRAE, Université de Bordeaux)
- Institut de mathématiques de Bordeaux (CNRS/Bordeaux INP/Université de Bordeaux)
- UMR EGFV ( Université de Bordeaux, Bordeaux Sciences Agro, INRAE, ISVV)
