Station biologique de Roscoff

Titre de la thèse : Etude de la dispersion et du recrutement à différentes échelles spatiales chez Undaria pinnatifida, une macro-algue introduite sur les côtes bretonnes

Date de soutenance : lundi 13 décembre 2010  à 14h00 / salle de conférence de la Station Biologique de Roscoff.

Résumé :

Les invasions biologiques sont la deuxième cause de diminution de la biodiversité mondiale, après la destruction des habitats. Les espèces introduites se sont néanmoins révélées d’excellents modèles d’étude pour appréhender les processus micro-évolutifs et écologiques liés à la colonisation et à l’adaptation rapide d’espèces dans de nouveaux milieux. Par des approches spatiales basées sur la génétique des populations, l’objectif de cette thèse a été de décrire les modalités de dispersion agissant à différentes échelles spatiales chez la macro-algue Undaria pinnatifida, introduite en Europe du Nord depuis une trentaine d’années.

Dans un premier temps, une étude génétique de la connectivité a été menée sur 19 populations distribuées dans 3 baies de Bretagne Nord (628 individus génotypés à 9 loci microsatellites). Les principaux résultats montrent qu’en dépit d’une origine commune due à l’aquaculture, les populations d’U. pinnatifida sont génétiquement diversifiées même à une échelle spatiale fine (quelques kilomètres), suggérant une divergence génétique rapide des populations établies dans le milieu naturel et une influence limitée des activités anthropiques. L’étude détaillée d’une des baies (Estuaire de la Rance et de la Baie de St Malo, 955 individus échantillonnés sur 30 sites) montre une structure en mosaïque, indépendante de la situation géographique ou de l’habitat. Cette structure hétérogène suggère que de multiples facteurs, dont les transports anthropiques et des évènements de dispersion naturelle à longue distance, ont interagi pour façonner les schémas actuels d’installation de l’espèce depuis son introduction initiale il y a 35 ans. Une étude menée à une échelle encore plus fine au sein de 2 populations pendant 2 années (1021 individus) indique cependant qu’ U. pinnatifida se disperse majoritairement sur de courtes distances spatiales (quelques dizaines de mètres), notamment par le biais de spores, et minoritairement sur des distances plus grandes (> 30m) probablement par des fragments de sporophytes matures. Par ailleurs, le suivi temporel (7 mois ; > 400 individus) de la colonisation du port de l’Aber Wrac’h a permis de mettre en évidence qu’U. pinnatifida était capable de coloniser en l’espace de quelques mois un substrat artificiel vierge à partir des populations naturelles établies. Cette expansion rapide de la population semble être due à la reproduction des individus fondateurs déjà en place les mois précédents. Ces observations ont été soutenues par une expérience de perturbation (mise à nu) d’un substrat rocheux en milieu naturel (3 réplicats) qui a montré que la disponibilité d’un substrat vierge pouvait faciliter de manière transitoire l’établissement d’U. pinnatifida, confirmant ainsi son statut d’espèce pionnière. Finalement, des études ont été menées sur les stades microscopiques d’U. pinnatifida. En particulier afin de détecter spécifiquement des spores dans la colonne d’eau, 7 sondes oligo-nucléotidiques ont été optimisées afin de réaliser des hybridations de type « FISH ». Des études expérimentales sur les gamétophytes ont de plus permis de montrer qu’ils pouvaient être un nouvel agent de dispersion.

Ces différents résultats soulignent l’interaction entre de multiples modalités de dispersion dans l’établissement durable d’U. pinnatifida. Par ailleurs, bien qu’étant une espèce invasive à une échelle mondiale, ses capacités de dispersion naturelle apparaissent comme un facteur limitant de son expansion à une échelle locale et régionale, contrebalancée principalement par les activités anthropiques et la disponibilité en habitats artificiels.

Mots clés : dispersion, recrutement, colonisation, structure génétique spatiale, vecteurs naturels, activités anthropiques, espèces invasives, macro-algues

La soutenance de thèse sera présenté devant le jury suivant:

Mme Pascale Garcia, Professeur, Université de La Rochelle                     Rapporteur
Mme Sophie Arnaud-Haond, Chargée de recherche, IFREMER, Brest     Rapporteur
Mme Valérie Stiger-Pouvreau, Maître de Conférences, UBO, Brest           Examinateur
Mr Bernard Kloareg, Professeur, Université Paris VI, Rocoff                       Examinateur
Mme Frédérique Viard, Directrice de recherche, CNRS, Roscoff               Directrice de thèse