RésuméLe présent travail a été réalisé dans et autour de la forêt de montagne du Parc National de Kahuzi-Biega (PNKB), à l’Est de la RD Congo. Ce site naturel de patrimoine mondial fut créé principalement pour protéger la sous-espèce de gorille, le Gorilla beringei graueri, une espèce en danger critique d’extinction. L’objectif de cette thèse est d’analyser le double usage des espèces végétales qui sont utilisées dans la médecine traditionnelle et dans le régime alimentaire des gorilles pour une gestion durable de la biodiversité, et en particulier, des ces espèces végétales les plus sollicitées par les tradipraticiens et qui sont utiles dans l’alimentation et potentiellement l’automédication des gorilles. Pour réaliser cette étude, nous avons abordé les tradipraticiens spécialistes ;nous avons fait des observations directes de gorilles de 4 groupes et nous avons évalué la végétation de leur habitat en forêt d’altitude du parc. L’analyse des données a été réalisée grâce aux approches de l’ethnobotanique quantitative et de l’écologie numérique.Les résultats montrent que, sur la base de l’usage de 77 espèces médicinales inventoriées, la typologie des tradipraticiens n’est pas basée sur leurs origines ethniques et géographiques mais sur leurs spécialités. Ils utilisent les mêmes plantes pour soigner les mêmes maladies. La forte convergence de leurs pratiques et le degré de consensus très élevé sur les plantes qu’ils utilisent pour traiter les maladies traduisent une tradition médicinale solidement ancrée au sein des groupes ethniques vivant dans cette région du Parc. Cependant, 83% des espèces utilisées par les tradipraticiens sont forestières. Les usages des plantes médicinales comparés aux choix alimentaires des gorilles montrent que 78 % des espèces végétales consommées par ces primates sont utilisées par les tradipraticiens, avec une similarité de 80% d’usage des parties de plantes. Ce chevauchement très élevé d’usages traduit une compétition potentielle pour les plantes à double usage. Il met en danger à la fois les plantes, les gorilles et la médecine locale.Cette thèse montre ainsi la nécessité de mieux comprendre les différentes spécialités médicinales au sein des ethnies et leur recours à certaines plantes spécifiques d’une part, et d’autre part ,le besoin de mieux étudier les pratiques d’automédication du gorille de Grauer au PNKB.Ces enseignements contribueront à la conservation de ces espèces végétales à double usage à la fois utiles pour l’homme et pour les grands singes.AbstractThis work was carried out in the mountain region of Kahuzi-Biega National Park (KBNP) in eastern DR Congo. That natural site was primarily created to protect the lowland gorilla, Gorilla beringei graueri, a species in critical danger of extinction. The aim of this thesis is to analyze the dual-use of plants that are used both in traditional medecine and by gorillas in order to sustain the conservation management of plants most used by traditional healers and at the same time as food or for medication purposes by gorillas. For this study, we addressed traditional healers recognized as specialists in Batwa, Havu, Bashi and Tembo ethnic groups; we made direct observations of 4 groups of gorillas and assessed the vegetation within gorilla habitat in the mountain forest. Data analysis was conducted with two approaches: quantitative ethnobotany and numerical ecology. For 77 medicinal species identified, the results show that the typology of traditional healers relies on their specialisation than on ethnic and geographical membership. They use the same plants to treat the same diseases.The strong convergence of their practices and the high degree of consensus on plants they use to treat diseases reflect a consolidated medicinal tradition among ethnic groups living in this area of the Park. However, 83% of species used by traditional healers grow in the forest.The uses of medicinal plants compared to gorilla’s food choices show that 78% of plant species consumed by these primates are also used by traditional healers, with a similarity of 80% of use of plant parts. This high overlap of uses reflects a potential competition for dual-use plants, that endangers both plants, gorillas and local medicine.The topic thus shows the need of further studies for better understanding the different specialisation within local medicine and the use of specific plants on the one hand. The other hand, the self-medication practices of Grauer's gorilla in KBNP need to be investigated.These insights will contribute to the conservation of these dual-use plant species which are useful for both humans and great apes.Keywords: Traditional medicine – Traditional healers- Gorilla Grauer - Kahuzi-Biega- National Park- DR Congo. / Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished

The general objective of this work is to better understand the mechanisms of diversification of the African flora on the Gulf of Guinea islands. We focused on orchids, one of the three predominant plant families on São Tomé and Príncipe. We selected the genus Tridactyle, wich presents a high level of diversity and of endemism in the archipelago.We first redefined the taxonomical framework, as the genus belongs to a clade in which the taxonomical classification did not correspond to the phylogenetic tree obtained by previous studies. To address these classification problems (paraphyly and polyphyly of nominal genera), we firstly used Sanger sequencing to obtain more molecular markers to better estimate the phylogenetic tree of the Tridactyle-Cyrtorchis clade. We used one nuclear marker, the internal transcribed spacer (ITS), and five chloroplastic markers (matK, rps16, trnC-petN intergenic spacer, trnL-trnF intergenic spacer, ycf1). Then, we combined the phylogenetic information to a morphological survey, including as many specimens as possible for the genera concerned. We recircumscribed the previously paraphyletic genus Tridactyle, as well as three other genera within the Tridactyle-Cyrtorchis clade (Rangaeris, Ypsilopus and Podangis), and we described two genera with our collaborators, Aziza and Planetangis. We also described six species new to science, two from East Africa and four from São Tomé and Príncipe. Indeed, the morphological diversity of the Tridactyle in the Gulf of Guinea islands has been misevaluated, such that wrong names have been attributed to species new to science.Once this taxonomic work was achieved, we have focused on two other studies: a biogeographic analysis of Tridactyle, to understand the origin and mechanisms generating its diversity in São Tomé and Príncipe, and a phylogeographic study to analyse the genetic variation and geographical distribution of Tridactyle tridactylites, distributed on the archipelago as well as on the continent. These studies were based on DNA sequence variation of the chloroplast genome and ribosomal DNA genes and the data were generated through Illumina Next Generation Sequencing (NGS), which allowed us to include herbarium specimens for which the classic Sanger method did not give satisfactory results.Our study showed that all Tridactyle species currently found on São Tomé and Príncipe colonised the archipelago independently, and that the current species diversity on the islands is the result of allopatric divergence between the islands and the continent, following island colonisation.- 20 -The intraspecific study revealed a high genetic diversity for Tridactyle tridactylites individuals present on Príncipe, which is not common on oceanic islands, but could be a signal that the island was a refuge for the species during the climatic changes related to ice ages. An approximate Bayesian computation analysis (ABC) of the geographic distribution of genetic variation in Atlantic Central Africa and West Africa favoured a hypothesis of recolonisation of the continent from the island rather than a colonisation of the island from the continent. It is possible that the dust-like seeds used wind currents moving from the islands to Central and West Africa as a mean of travel.The work presented here stresses the importance of conducting such studies on more orchid genera, but also on the two other main families of São Tomé and Príncipe, Rubiaceae and Euphorbiaceae. We made a first step toward a better understanding of the mechanisms of diversifications on the Gulf of Guinea islands, but only with a larger number of studies on diverse families and genera, we could draw more general conclusions about these mechanisms for the flora of the archipelago.With regard to the limitations of our study, we were not able to include all species of the genus, especially species from the Democratic Republic of Congo or East Africa. Sampling in the African rainforests is currently not uniformly carried out, and could be improved. Another way to increase sampling is to use new NGS sequencing methods to extract DNA from herbaria preserved in European Herbarium institutions, and obtain genetic information from the chloroplast and ribosome as we have done, but potentially from low-copy nuclear genes as well. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La présente thèse s’intéresse à l’histoire de la forêt tropicale Africaine de la région Guinéo-Congolaise (GC), plus particulièrement à l’histoire de sa fragmentation au niveau de la trouée du Dahomey ou Dahomey Gap (DG). Le DG est un corridor de savanes situé au niveau du sud Bénin et Togo et qui sépare la forêt GC en deux blocs :le bloc d’Afrique de l’ouest (WA) ou Haut Guinéen (UG) et le bloc d’Afrique centrale (CA), phytogéographiquement constitué du Bas Guinéen (LG) à l’ouest et du Congolais (C) à l’est. En effet, Les études de reconstitution des paléo-végétations dans le DG ont révélé que la forêt GC formait un seul bloc durant certaines phases interglaciaires et aurait subi une fragmentation durant les phases glaciaires. De plus, les études botaniques et phytogéographiques de la végétation actuelle du Bénin et du Togo (DG) ont révélé la présence d’îlots de forêts denses semi-décidues, de galeries forestières et de forêts riveraines qui contiennent des espèces typiques des forêts denses humides GC. Ces données pointent le rôle de barrière intermittente joué par le DG, mais on connaît mal l’origine de ces espèces GC du Dahomey Gap ni les conséquences évolutives des changements démographiques passés sur la diversité génétique de leurs populations. L’objectif principal de cette thèse est donc de déterminer avec une approche pluridisciplinaire l’origine des populations d’espèces GC du Dahomey Gap en vue de mieux comprendre l’histoire de la fragmentation de la forêt GC au niveau du DG et l’impact des changements climatiques passés sur la diversité intraspécifique. Pour atteindre cet objectif, au niveau interspécifique, (1) les patrons de diversité et de distribution géographique des espèces GC du DG ont été analysés afin de déterminer l’affinité ou origine WA et/ou CA de ces espèces. Ensuite, au niveau intraspécifique des données de microsatellites nucléaires et de génome chloroplastique entier ont été acquises afin de réaliser des analyses de diversité génétique, de phylogéographie et de l’histoire démographique des populations chez trois espèces d’arbres GC présentes dans le DG :Anthonotha macrophylla, Distemonanthus benthamianus et Terminalia superba. Pour chaque espèce nous avons tenté de déterminer (2) si les populations du DG de ces espèces se distinguent génétiquement des populations forestières, (3) si il y a des signatures génétiques de changements démographiques au sein des populations (changement de taille, fragmentation, fusion), (4) quelle est l’origine et la période d’installation des populations actuelles du DG et (5) quelles sont les capacités de dispersion des gènes et leur potentiel de colonisation. L’étude des patrons de diversité et de distribution géographique de la flore GC du DG montre que cette flore est partagée à 67 % par les deux blocs forestiers, mais qu’une plus grande proportion de ces espèces a une origine ou affinité CA (19,7%) que WA (13,3%). Elle montre aussi un patron est-ouest attendu (proportion d’espèces WA croissante vers l’ouest du DG), mais aussi nord-sud au niveau du Bénin (plus d’espèces WA vers le nord) suggérant le rôle potentiel de la chaîne de l’Atacora dans la colonisation du nord du DG par des espèces du UG.Au niveau génétique, les données de microsatellites nucléaires et de plastome montrent une forte structure génétique et une discontinuité génétique au sein des trois espèces séparant la population du DG avec celles des zones forestières indiquant une barrière passée au flux de gènes (1 pool génétique dans le DG, 1 pool génétique dans le WA et 3 pools génétiques dans le CA ou LG ;avec les données microsatellites nucléaires). Les inférences démographiques sur base des mêmes données microsatellites soutiennent le scénario d’origine par mélange de la population du DG pour les espèces D. benthamianus et T. superba tandis que pour A. macrophylla, c’est plutôt une origine CA. Les données de plastome quant à elles, soutiennent que la population du DG provient de la lignée LG (notamment depuis la ligne volcanique du Cameroun) des deux espèces D. benthamianus et A. macrophylla. Ce résultat concorde avec celui obtenu avec les données microsatellites de A. macrophylla mais pas pour D. benthamianus, laissant ainsi penser que l’origine de mélange obtenu pour cette espèce pourrait être due à un flux de gènes intense depuis le UG. Les datations à partir des données microsatellites nucléaires montrent que l’installation des populations des espèces T. superba et A. macrophylla date d’avant le Dernier maximum glaciaire (DMG), suggérant que certaines espèces GC du DG auraient survécu au DMG. Pour D. benthamianus, la population du DG proviendrait plutôt d’une colonisation post glaciaire notamment lors de l’Holocène humide. Cette étude montre aussi que les populations du DG des différentes espèces présentent une faible diversité génétique comparativement aux zones forestières. Cette faible diversité génétique est congruente avec le déclin de la taille efficace suivi d’une dérive génétique pour A. macrophylla et T. superba, et avec l’effet de fondation ou un goulot d’étranglement suivi d’une dérive génétique pour D. benthamianus; obtenus à partir des analyses démographiques.En conclusion, cette étude doctorale révèle donc la particularité génétique de la population du DG des trois modèles étudiés et supportent une origine LG (probablement depuis la ligne volcanique du Cameroun) de la population du DG de ces espèces avec un flux de gènes intense depuis le UG. Elle pointe aussi que la réponse des espèces GC du DG aux changements climatiques passées pourrait n’avoir pas été synchrone, probablement en raison de l’écologie de chacune des espèces. Les fragments forestiers du DG devraient faire l’objet d’attention particulière de conservation car, il n’est pas exclu que malgré leur faible diversité, les populations du DG aient subit une sélection génétique et qu’elles soient plus adaptées aux conditions climatiques sèches du DG, dans quel cas elles représentent une ressource phytogénétique potentiellement importante. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les angrecoïdes constituent le groupe d'orchidées épiphytes le plus diversifié dans les Afrotropiques, comprenant environ 800 espèces. Bien que beaucoup d'attention leur aient été porté, certaines énigmes taxonomiques subsistent au sein des angraecoïdes, et les facteurs à l'origine de leur diversification rapide sont encore inconnus. Les angraecoïdes présentent une remarquable diversité en termes du nombre chromosomique, en faisant un système très approprié pour explorer l'impact des changements caryotypiques sur la cladogenèse, les taux de spéciation/extinction et la diversification morphologique dans le contexte des fluctuations climatiques en Afrique tropicale depuis le Miocène. En outre, grâce au large éventail des longueurs d'éperon nectarifère que ces orchidées présentent, elles ont fait l'objet, depuis Darwin, de recherches approfondies dans le cadre des interactions plantes-animaux. Ici, sur base de nouveaux arbres phylogénétiques produits en utilisant ITS-1 ainsi que cinq marqueurs plastidiques et englobant environ 40 % des espèces, nous fournissons un nouveau cadre taxonomique pour les principales lignées d'Angraecinae. De plus, le cadre taxonomique des angraecoïdes est mis à jour avec, notamment, la description de trois nouveaux genres et six nouvelles espèces. Cette nouvelle hypothèse phylogénétique nous a permis d'étudier si les changements des caryotypes et des pollinisateurs ont pu être les moteurs de la radiation évolutive des angraecoïdes. La reconstruction des états ancestraux du nombre chromosomique révèle une histoire caryotypique dominée par la dysploïdie descendante en Afrique tropicale continentale, où environ 90 % des espèces dérivent d'au moins un changement inféré de n = 17–18 à n = 25 au Miocène moyen. L’examen des intervalles de position du nectar par rapport au pollen dans les Afrotropiques a révélé qu'environ 3 % de la flore des angiospermes de Madagascar est probablement pollinisée par des sphinx, alors que cette proportion est d'environ 1,6 % en Afrique continentale. Les nombreux changements de guilde de pollinisateur vers la sphingophilie ayant eu lieu chez les angraecoïdes seraient à l’origine d’environ 31 % des espèces, y compris certaines lignées ayant les taux de spéciation les plus élevés. En dehors du domaine de la sphingophilie, de nouveaux exemples possibles d’ornithophilie, de phalénophilie et de pollinisation par des tipules à long proboscis/microlepidoptères sont discutées. Des perspectives de recherche concernant l'évolution génomique chez les angraecoïdes et l'impact et les mécanismes des changements des sites de fixation des pollinies sont suggérées. Enfin, certaines priorités pour l’observation de nouveaux pollinisateurs sur le terrain et les frontières de l’alpha et bêta-taxonomie chez les angraecoïdes sont présentées. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished