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Etude et conservation
 

Etude et conservation

Pourquoi une recherche en biologie de la conservation ?

Suite à la Convention sur la Conservation de la Biodiversité, proposée au Sommet de la Terre de Rio de Janeiro en 1992 et à la publication de la Directive Habitats de la Communauté européenne, les recherches en matière de conservation se sont concentrées sur le maintien et/ou le rétablissement d'espèces d'intérêt communautaire et de leur habitat naturel. En complément de cette législation européenne et pour promouvoir la conservation des plantes rares, il est nécessaire de mettre en place des programmes nationaux de sauvegarde d'espèces menacées. Ces programmes doivent avoir pour but l'identification des menaces et des causes du déclin de certaines espèces et fournir un ensemble de mesures pour leur maintien ou leur rétablissement. Une bonne connaissance de la biodiversité est un préalable indispensable pour établir les priorités en matière de conservation et la connaissance des espèces est une première étape primordiale pour maximiser les chances de réussite des plans de conservation.

Les buts principaux du projet de recherche du Conservatoire botanique sont les suivants :

  • montrer comment une connaissance théorique en biologie de la conservation des espèces rares peut être incorporée dans des plans d'action pour améliorer leur probabilité de succès,
  • intégrer ces méthodologies nouvelles dans des programmes de sauvegarde d'espèces cibles,
  • replacer ces études dans un contexte spatial en développant des recherches sur les critères d'évaluation de l'état et de l'évolution des habitats.

Richesse spécifique : étude de la flore et de son évolution

Photo MNHN-CBNBP J. MORET

La gestion de la biodiversité nécessite une classification précise des individus car toute étude en biologie de la conservation repose sur la connaissance de la distribution des espèces. Cependant la taxonomie dans certains genres n'est pas encore résolue.
Un des objectifs du Conservatoire est donc de recenser de la manière la plus exhaustive possible l'ensemble des espèces végétales présentes sur le Bassin parisien. Ce recensement nécessitera dans certains groupes des études taxonomiques très fines.
Ces études pourraient déboucher sur la rédaction d'une flore intégrant les bilans taxonomiques ainsi que des données démographiques et génétiques pour les taxons les plus menacés.

Les biscutelles

Ce genre difficile et à taxonomie controversée n'est représenté sur notre périmètre du Bassin parisien que par quelques stations, hébergeant pratiquement chacune un taxon particulier. Le plus intéressant est sans conteste Biscutella divionensis Jordan, seul taxon endémique du périmètre du Conservatoire, et actuellement au bord de l'extinction et en totale dépression de consanguinité. Il est donc urgent de déterminer correctement les taxons présents, de préciser l'état des populations actuelles, et d'analyser la variabilité etle fonctionnement de ces populations.

Biscutella divionensis Jordan.
Photo MNHN-CBNBP F. REFAIT

Deux approches moléculaires ont été utilisées afin d'aborder la taxonomie de ce complexe d'espèces.
L'électrophorèse d'isoenzymes ne présentait pas assez de polymorphisme pour discriminer parfaitement les taxons. Elle a cependant permis de mettre en évidence des différences importantes entre certaines populations. Les marqueurs ADN : la région ITS est généralement bien conservée entre espèces proches, les analyses donnent donc souvent une variabilité intraspecifique très faible et une variabilité interspécifique plus importante.
Chez les Biscutelles, les résultats ne correspondent pas à ce pattern, la variabilité interspecifique est également faible ce qui traduit une grande proximité des taxons étudiés. D'autres marqueurs sont à l'étude pour établir la phylogénie de ce groupe d'espèces rares.

Diversité génétique intraspécifique. Etude des espèces en voie d'extinction

L'isolement des populations d'une espèce protégée : le cas de Ranunculus nodiflorus L., espèce des mares temporaires

Partenaire : Office national des forêts (ONF) région Ile-de-France, et Division de Fontainebleau

La Renoncule à fleurs en boules (Ranunculus nodiflorus L.)
Photo MNHN-CBNBP

Ranunculus nodiflorus L. (la Renoncule à fleurs en boules) est une petite renoncule annuelle dont on distingue à peine les fleurs minuscules. Elle est très rare en France et c'est une plante à éclipse. En Ile-de-France, on la trouve dans quelques mares de platières (formations gréseuses permettant la présence de mares temporaires) de la forêt de Fontainebleau. Dans chaque platière, les populations s'organisent sous forme de sous-populations plus ou moins reliées les unes aux autres en fonction du niveau d'eau. Cette espèce protégée figure parmi les espèces prioritaires inscrites dans le Livre rouge de la flore menacée de France (Tome I, 1995).

  • Problématique

Le but de l'étude était de comprendre comment fonctionnent les petites populations relictuelles de cette espèce dans le Bassin parisien, en vue d'élaborer des plans de gestion à long terme avec l'ONF (gestionnaire des terrains).

Une platière de la forêt de Fontainebleau
Photo J. GOURVIL, CBNBP-MNHN
  • Résultats des recherches

Les populations de Ranunculus nodiflorus en Ile-de-France présentent une diversité génétique plus faible que celle généralement observée pour des taxons à répartition ou système de reproduction comparable. Les tests de différenciation réalisés indiquent une forte structuration génétique entre les mares au sein des platières et suggèrent l'existence de flux de gènes extrêmement réduits entre ces mares. Les résultats font même apparaître un seuil au-delà duquel les flux de gènes entre mares deviennent quasi nuls. Ce seuil d'isolement, correspondrait en forêt de Fontainebleau à une distance de quelques dizaines de mètres.
D'autre part, il apparaît probable que les seuls évènements de dispersion inter-mares s'effectuent à la montée des eaux lorsque les mares se rejoignent ou que des corridors inondables se remplissent. L'établissement de ces connexions transitoires entraînerait la migration des graines qui sont capables de flotter pendant plusieurs semaines. Les mares pouvant se connecter constituent donc ces réseaux.
D'autre part, il apparaît que cette espèce a des contraintes environnementales très strictes. Elle ne peut coloniser une mare que si son pH est supérieur à 4,5. Une étude exhaustive des mares d'une platière a permis de mettre en évidence que le nombre de mares potentiellement disponibles pour R. nodiflorus était limité et seules 30% sont actuellement occupées. Parallèlement, l'espèce ne semble pas capable de former une banque de graines dans le sol, ce qui constitue une menace supplémentaire pour elle. L'espèce n'arriverait de plus pas à coloniser de nouvelles mares probablement en raison d'une absence de connexions entre réseaux.
L'étape suivante de la recherche consistera à expérimenter, sous l'égide de l'Office National des Forêts, la connexion de mares séparées et d'expérimenter en laboratoire la part génétique et la part environnementale sur le succès de reproduction des populations.
La gestion des populations passe donc essentiellement par le défrichage régulier des corridors inondables. Le maintien, voire même la création de réseaux de mares fonctionnels à travers lesquels les flux de gènes sont possibles permettra donc à cette espèce de Renoncule de recouvrer sa stabilité.

Effet Allee et Biologie de la Conservation. Etudes démographique et génétique d'une Renonculacée protégée Aconitum napellus L. ssp. lusitanicum Rouy dans le Bassin parisien

Photo : CBNBP-MNHN, J.CORDIER

Lorsque des populations voient leurs effectifs diminuer de manière importante et atteindre un seuil critique, elles deviennent vulnérables face à différents risques et différentes menaces. Le calcul de ce seuil critique donne des indications importantes sur les mesures à prendre lors de plans de restauration (nombre de plantes minimum, densité minimum nécessaire…).
Cette étude porte sur Aconitum napellus ssp. lusitanicum. Il s'agit d'une plante rare et protégée dans sept régions françaises. Elle vit sur les bords de ruisseaux, dans des milieux humides. La politique d'assainissement des zones humides semble responsable de la régression importante de son aire de répartition.

Dans le Bassin parisien, elle se trouve à l'état de quelques populations reliques, populations qui, du fait de leur rareté sont alors exposées à des menaces d'ordre démographique et génétique. En outre, cette plante étant pollinisée par des bourdons, elle se trouve confrontée à un problème supplémentaire dépendant de l'interaction avec ses pollinisateurs. Dans un grand nombre de cas, les individus de certaines espèces ont des difficultés à se reproduire lorsqu'elles sont en nombre trop faible car elles attirent moins les pollinisateurs. Ce phénomène est connu sous l'appelation "Effet Allee".
Ainsi, l'étude de "l'Effet Allee" offre une vraie solution pour sauver les populations en voie d'extinction : connaissant le seuil de densité en deçà duquel les plantes n'attirent plus les pollinisateurs, un programme de renforcement de population peut être mis en œuvre avec efficacité.

  • Corrélation densité-succès reproducteur

A partir des fleurs échantillonnées, les fruits et les graines pleines ont été comptés. Une corrélation significative positive est apparue entre le nombre de fruits, le nombre de bonnes graines, et d'une part la densité locale (cercle de 1 mètre de diamètre) en Aconit et d'autre part le nombre de fleurs portées par l'inflorescence étudiée.
Les fleurs pollinisées manuellement (croisements intrapatchs) ont des productions de fruits et de graines supérieures aux fleurs laissées en pollinisation libre. La différence observée est beaucoup plus forte dans les zones de faible densité que dans les zones plus denses.
Ces résultats semblent montrer que la préférence des pollinisateurs va vers les zones les plus denses en individus florifères et nectarifères, assurant donc leur reproduction et leur pérennité.

  • Limitation du succès reproducteur par les pollinisateurs

Une étude concernant le comportement des bourdons a été menée afin de confirmer l'hypothèse selon laquelle les pollinisateurs sont limitants dans les zones de faible densité.
Les résultats montrent que les bourdons ne visitent pas ou peu les inflorescences portant un faible nombre de fleurs, de même que celles qui n'ont pas beaucoup d'autres aconits à proximité. On a également pu mettre en évidence que les bourdons visitaient en proportion plus de fleurs dans les petits patchs favorisant ainsi les croisements géïtonogames et par conséquent la consanguinité.

  • Dépression de consanguinité

En plus des pollinisations manuelles intrapatchs évoquées précédemment, des pollinisations interpatchs et interpopulations ont été effectuées.
Plus les individus sont éloignés géographiquement et plus ils produisent un grand nombre de graines mettant en évidence de la dépression de consanguinité au sein des populations d'aconits.
Vraisemblablement, les plantes qui n'arrivent pas ou peu à se reproduire sexuellement par défaut de pollinisateurs sont susceptibles d'investir dans une autre forme de reproduction : la reproduction végétative. Le calcul du seuil de viabilité des populations se voit donc modifié par cette potentialité de l'Aconit. Une analyse des individus par les outils de la biologie moléculaire (microsatellites) va permettre de quantifier l'importance des deux modes de reproduction dans les populations en fonction de leur densité en plantes et de leur effectif.
En conclusion, les menaces qui semblent peser sur les populations d'Aconitum napellus ssp. lusitanicum sont à la fois d'ordre démographique et génétique. Ce résultat présente un intérêt important car il signifie pour la conservation de ces populations que la connaissance de la densité seuil permettra de proposer un plan de gestion efficace.

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