Complémentarité par interactions : un nouveau mécanisme en biodiversité et fonctionnement des écosystèmes

McKinnon, Renaud (2015). Complémentarité par interactions : un nouveau mécanisme en biodiversité et fonctionnement des écosystèmes. Mémoire. Rimouski, Québec, Université du Québec à Rimouski, Département de biologie, chimie et géographie, 58 p.

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Résumé

RÉSUMÉ: Depuis trente ans, la recherche sur la relation entre la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes a permis de comprendre les effets de la richesse spécifique sur certaines propriétés des écosystèmes comme la productivité et la stabilité. Cependant, ces études se sont surtout concentrées sur la compétition et peu d'études empiriques ont intégré d'autres interactions. Lorsque deux espèces partagent un même ennemi, elles peuvent interagir par compétition apparente car l'augmentation de la taille de la population de l'une de ces espèces implique une plus grande pression de prédation sur l'autre espèce. Des espèces partageant moins de pathogènes seraient donc plus complémentaires et des mélanges présentant une faible diversité fonctionnelle pourraient quand même présenter des effets de biodiversité comme une productivité accrue par rapport à des monocultures. Nous proposons donc un nouveau mécanisme permettant d'expliquer les effets de biodiversité, nommé complémentarité par interactions, et testons ses conditions d'existence de deux manières : 1) en comparant les communautés bactériennes endophytes racinaires d'arbres en monocultures avec celles d'arbres en mélanges; 2) en décrivant la relation entre la complémentarité par traits fonctionnels et la dissemblance des communautés bactériennes racinaires associées. Notre dispositif expérimental est constitué de deux plantations à haute diversité avec des mélanges d'espèces d'arbres distribués le long d'un gradient de diversité fonctionnelle. Ces mélanges présentent également des combinaisons d'espèces fonctionnellement simiiaires mais d'origines géographiques différentes.
Nous utilisons le séquençage à haut débit pour caractériser la composition des communautés de bactéries racinaires. Les communautés bactériennes des mélanges sont significativement différentes de celles des monocultures. Ce résultat suggère la possibilité d'une complémentarité par interactions entre les espèces d'arbres car les micro-organismes racinaires qui ne sont pas suffisamment abondants pour être détectés par le séquençage génétique sur un hôte peuvent persister grâce à un autre hôte. La complémentarité par traits fonctionnels et la dissemblance des communautés bactériennes racinaires n'ont pas de relation claire, suggérant que la complémentarité par interactions crée de nouvelles opportunités à la coexistence entre espèces et contribue aux effets de biodiversité. -- Mot(s) clé(s) en français : Complémentaité, compétition apparente, biodiversité, diversité fonctionnelie, bactéries endophytes, racines, arbres, interactions. -- ABSTRACT: Thirty years of studies of the biodiversity and ecosystem functioning relationship gave a clear understanding of the effects of species richness on ecosystem properties such as productivity and stability. However, these studies have mostly focused on competition and few empirical studies have so far integrated other interactions. Two species sharing a common enemy may interact via "apparent" competition because an increasing population size of one species will translate into higher enemy pressure for the other. Species sharing fewer pathogens would then have higher complementarity, and mixtures with low functional diversity could still show biodiversity effects such as overyielding. We test whether these effects could take place by: 1) comparing tree root bacterial communities in mixtures versus monocultures; 2) describing the relationship between functional trait complementarity and the dissimilarity of the associated root bacteria community. Our experimental design uses two high diversity plantations with multiple combinations of tree mixtures along a functional diversity gradient. It builds on pairs of functionally equivalent tree species from different origins. We use high+hroughput sequencing to characterize the composition of the root bacterial endophytic communities. Root bacteria communities from mixtures significantly differ from the communities in monocultures.
This result suggests the possibility for interaction complementarity among trees because root microorganisms that are not abundant enough to be detected by genetic sequencing on one host species can now persist on a second host species. Functional trait complementarity and root bacteria community dissimilarity have no clear relationship, suggesting that indirect interactions may create new ground for species coexistence and contribute to species complementarity. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Complementarity, apparent competition, biodiversity, functional diversity, endophytic bacteria, tree roots, interactions.

Type de document :	Thèse ou mémoire de l'UQAR (Mémoire)
Directeur(trice) de mémoire/thèse :	Gravel, Dominique
Co-directeur(s) ou co-directrice(s) de mémoire/thèse :	Poisot, Timothée et Kemtrel, Steven
Information complémentaire :	Mémoire présenté dans le cadre du programme de maîtrise en gestion de la faune et de ses habitats en vue de l'obtention du grade de maître ès sciences.
Mots-clés :	Ecosysteme Biodiversite Processus Fonctionnement Complementarite Competition Bacterie Racine Arbre
Départements et unités départementales :	Département de biologie, chimie et géographie > Biologie
Déposé par :	DIUQAR UQAR
Date de dépôt :	01 févr. 2017 15:51
Dernière modification :	09 mars 2017 18:04
URI :	https://semaphore.uqar.ca/id/eprint/1120

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