Dentre as orquídeas terrícolas brasileiras, dois grupos são particularmente importantes do ponto de vista taxonômico, sistemático e biogeográfico: as orquídeas das subtribo Chloraeinae e Spiranthinae. Na sua atual delimitação, Chloraeinae compreende aproximadamente 70 espécies em três gêneros: Chloraea, Bipinnula e Gavilea. Por outro lado, Spiranthinae compreende cerca de 470 espécies exclusivamente neotropicais, distribuídas em 42 gêneros. As análises filogenéticas mais recentes suportam a existência de quatro grupos: os clados Stenorhynchos, Pelexia, Eurystyles+Lankesterella e Spiranthes. Assim, os objetivos deste estudo são: 1) realizar um estudo taxonômico e nomenclatural das orquídeas brasileiras do clado Pelexia; 2) documentar a morfologia floral e vegetativa, com ênfase nos caracteres diagnósticos; 3) realizar um estudo taxonômico e nomenclatural das espécies brasileiras de Chloraeinae; 4) construir uma filogenia molecular mais completa e representativa do clado Pelexia; 5) estabelecer se os gêneros do clado Pelexia são monofiléticos; 6) construir uma filogenia molecular mais completa e representativa de Chloraeinae, com a inclusão de táxons brasileiros; 7) estabelecer um conjunto de caracteres diagnósticos para os gêneros envolvidos neste estudo e, se necessário, propor uma nova delimitação genérica; e 8) propor cenários para a provável evolução de caracteres de importância ecológica. Os resultados de um estudo detalhado, bem como de análises morfológicas e moleculares são: 1) propostas de 48 tipificações, novas sinonímias e notas taxonômicas para as espécies de Goodyerinae e Spiranthinae descritas por José Velloso e Barbosa Rodrigues; 2) novos registros de Pteroglossa e Lyroglossa para o Rio Grande do Sul; 3) uma correção nomenclatural de Spiranthes bicolor e 4) uma sinopse taxonômica das Chloraeinae brasileiras; 5) uma análise filogenética molecular para testar a monofilia dos gêneros atualmente circunscritos no clado Pelexia; 6) uma atualização das relações filogenéticas de Chloraeinae, incluindo espécies Pampeanas de Bipinnula e a espécie tipo do gênero, B. biplumata; 7) um panorama sobre a biologia reprodutiva de duas espécies de Pachygenium e dados adicionais sobre Brachystele e Cyclopogon s.l.; e 8) um estudo detalhado da morfologia floral, biologia da polinização e sistema reprodutivo de Chloraea membranacea (Chloraeinae). / Among the Brazilian terrestrial orchids, two groups are particularly important from a taxonomic, systematic and biogeographical aspects: orchids of subtribe Chloraeinae and Spiranthinae. In its current delimitation, Chloraeinae comprises approximately 70 species distributed in three genera: Chloraea, Bipinnula and Gavilea. On the other hand, Spiranthinae comprises about 470 exclusively neotropical species distributed in ca. 42 genera. The most recent phylogenetic analyses support the existence of four clades: Stenorrhynchos, Pelexia, Eurystyles+Lankesterella and Spiranthes clade, respectively. Thus, the aims of this study are: 1) to make a taxonomic and nomenclatural study of Brazilian orchids of Pelexia clade; 2) to document the floral and vegetative morphology, with emphasis on diagnostic features; 3) to make a taxonomic and nomenclatural study of the Brazilian species of Chloraeinae; 4) to assemble a more complete and representative molecular phylogeny of the Pelexia clade; 5) to establish if the genera of the Pelexia clade are monophyletic; 6) to construct a more complete and representative molecular phylogeny of the Chloraeinae, with the inclusion of Brazilian taxa; 7) to establish sets of diagnostic characters for the genera involved in this study and, if necessary, propose a new generic delimitation; and 8) to propose scenarios for the evolution of characters of ecological importance. The main results are: 1) 48 typifications, new synonymies and taxonomic notes for Spiranthinae and Goodyerinae species described by José Velloso and Rodrigues Barbosa; 2) new records of Pteroglossa and Lyroglossa to Rio Grande do Sul; 3) a nomenclatural correction of Spiranthes bicolor and 4) a taxonomic synopsis of Brazilian Chloraeinae; 5) molecular phylogenetic analyses to test the monophyly of the currently circumscribed genera in the Pelexia clade; 6) an update of the phylogenetic relationships of the Chloraeinae, including Pampean species of Bipinnula, and the type species of the genus, B. biplumata; 7) an overview on the reproductive biology of two Pachygenium species and additional data on Brachystele and Cyclopogon s.l.; and 8) a detailed study of the floral morphology, pollination biology and reproductive system of Chloraea membranacea (Chloraeinae).

Habenaria é um dos maiores gêneros da família Orchidaceae, e estimativas atuais pressupoem a existência de aproximadamente 835 espécies. Habenaria seção Pentadactylae com 34 espécies é a maior entre as 14 seções do gênero existente no novo mundo e compreende um conjunto de espécies morfologicamente bastante heterogênea. A fim de investigar a monofilia da seção e sua relação com outras seções do gênero, foram executadas análise Bayesiana e de Máxima Parcimônia com o emprego de um marcador nuclear (ITS) e três marcadores plastidiais (matK, intron trnK, rps16-trnk). Os resultados demonstraram que a seção Pentadactylae é altamente polifilética. Baseado nas análises filogenéticas e reavaliação de caracteres morfológicos, a seção Pentadactylae foi recircunscrita neste trabalho e sete espécies são aceitas: H. dutraei, H. ekmaniana, H. exaltata, H. henscheniana, H. megapotamensis, H. montevidensis e H. pentadactyla, enquanto outras 32 espécies foram excluídas. Habenaria crassipes é reconhecida como um sinônimo de H. exaltata. Lectótipos são designados para H. crassipes e H. recta. Todas as espécies da seção habitam pântanos ou locais bastante úmidos; com área de distribuição passando pelo norte da Argentina, Uruguai, Paraguai, sul, sudeste e centro do Brasil. O estado do Rio Grande do Sul (sul do Brasil), possivelmente, constitui um centro de diversidade da seção onde todas as espécies podem ser encontradas. A biologia reprodutiva de duas espécies da seção Pentadactylae, H. megapotamensis e H. montevidensis; e duas espécies da seção Macroceratitae, H. johannensis e H. macronectar, foram estudas. Todas as espécies estudadas oferecem néctar como recompensa floral aos polinizadores, produzido no interior de um prolongamento do labelo denominado esporão. Habenaria montevidensis é polinizada por borboletas da família Hesperiidae, enquanto as demais espécies são polinizadas por mariposas da família Sphingidae. Todas as espécies estudadas são auto-compatíveis mas dependentes de agentes polinizadores para a produção de frutos. O sucesso reprodutivo é alto (69,48 - 93%). Na área de estudo, todas as quatro espécies estudadas são reprodutivamente isoladas devido a um conjunto de fatores tais como diferenças na morfologia floral e diferentes polinizadores. / Habenaria is one of the largest genus of Orchidaceae family and current stimates accounts to the existence of 835 species. Habenaria section Pentadactylae with 34 species is the largest among the 14 New World sections of the genus and comprises a morphologically heterogeneous group of species. To investigate the monophyly of the section and the relation with other sections of the genus, Bayesian and parsimony analyses using one nuclear marker (ITS) and three plastid markers (matK, trnK intron, rps16-trnK) were performed. The results demonstrated that sect. Pentadactylae is highly polyphyletic. Based on the phylogenetic analyses and re-evaluation of morphological characters, Habenaria sect. Pentadactylae is re-circumscribed and seven species are accepted for the section: H. dutraei, H. ekmaniana, H. exaltata, H. henscheniana, H. megapotamensis, H. montevidensis and H. pentadactyla, while other 32 species were excluded. Habenaria crassipes is included under the synonym of H. exaltata. Lectotypes are designated for H. crassipes and H. recta. All species in the section are from marshes or wet grasslands and range from Northern Argentina, Uruguai, Paraguai and south, southeast and center of Brazil. The Rio Grande do Sul state (south Brazil), possibly constitute a diversity center of the section where every species can be founded. Most are rare, known by few populations, and threatened due to loss of habitat and population decline. The reproductive biology of two species from the section Pentadactylae, H. megapotamensis and H. montevidensis; and two species from the section Macroceratitae, H. johannensis and H. macronectar, were studied. All studied species offer nectar as floral reward concealed in a labellar process termed spur. Habenaria montevidensis is pollinated by Hesperiidae butterflies, while the remaining species are pollinated by Sphingidae moths. All studied species are self-compatible, but pollinator-dependent. The reproductive success is high (69.48 - 93%). At the study site, every four studied species are reproductively isolated by a set of factors that includes differing floral morphologies and different pollinators.

Nous avons porté une attention particulière à 2 marqueurs chimiotaxonomiques de la famille botanique des orchidées, les stilbénoïdes et dérivés glucosyloxybenzyliques d’acides organiques, et les avons recherchés dans deux espèces tropicales. L’investigation phytochimique de Cyrtopodium paniculatum (Ruiz & Pav.) Garay a permis l’isolement de 35 stilbénoïdes dont 12 nouvellement décrits. L’évaluation de leur activité cytotoxique in vitro sur la lignée cellulaire cancéreuse UG-87 montre que seuls les stilbénoïdes dimères semblent aptes à induire une perturbation de l’intégrité cellulaire. Nous avons également exploré la composition chimique d’Arundina graminifolia (D.Don) Hochr. De ses parties aériennes, 9 stilbénoïdes (dont 2 nouvelles structures ont été isolés) ainsi que des 7 nouveaux dérivés hydroxybenzyliques de l’acide (R) 2-benzylmalique, les arundinosides. De ses parties souterraines, plus de 40 arundinosides ont également pu être identifiés. Nous avons finalement évalué le potentiel cytoprotecteur de stilbénoïdes et arundinosides d’ A. graminifolia sur lignée cellulaire PC12, sans qu’aucune activité relevée n’ait été concluante. / The aim of the study was focused on two chemotaxonomic markers of the family Orchidaceae, namely stilbenoids and the glucosyloxybenzyl derivatives of organic acids. We specifically explored these two chemical families in two tropical orchid species. The chemical investigation of Cyrtopodium paniculatum (Ruiz & Pav.) Garay led to the isolation of 35 stilbenoids, including 12 newly described compounds. Their cytotoxic activity on UG-87 cancer cell line was evaluated. The result obtained demonstrated that stilbenoids dimers were the only compounds capable of disturbing the cellular integrity. In parallel, we explored the chemical composition of Arundina graminifolia (D.Don) Hochr. From its aerial parts, 9 stilbenoids (including 2 newly described ones) together with 7 new (R) glucosyloxybenzyl 2-benzylmalate derivatives, the arundinosides, were isolated. From its underground parts, over 40 arundinoside-like compounds have also been identified. The cytoprotective evaluation of stilbenoids and arundinosides against beta-amyloid induce toxicity on PC12 cells was evaluated, however, no significant result was obtained from the biological evaluation.

Orientador: Marlies Sazima / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-18T10:40:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nunes_CarlosEduardoPereira_M.pdf: 3075640 bytes, checksum: 8c8e6ebb163696132631f8d237a31037 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Neste trabalho foi estudada a biologia da polinização e da reprodução de duas espécies de orquídeas do gênero Elleanthus. A fenologia reprodutiva de Elleanthus brasiliensis e E. crinipes é anual. As flores de E. brasiliensis apresentam sépalas de coloração rosada, pétalas e labelo brancos com duas manchas lilases no labelo, ao passo que as de E. crinipes possuem pétalas e labelo de coloração creme e a antera operculada lilás - ambas abrem seqüencialmente e duram de dois a quatro dias. O néctar destas espécies é produzido nos calos do labelo em volumes que variam de 1 a 6 ?L, a concentração de açúcares é de ca. de 20% e a análise do néctar mostrou a presença de sacarose, glicose e frutose, com predominância de sacarose. Estas espécies apresentam protandria caracterizada pela mudança de posição dos elementos reprodutivos, são autocompatíveis, mas dependem de polinizadores para reprodução. Os principais polinizadores são os beija-flores Ramphodon naevius e Thalurania glaucopis. Vários dos atributos florais destas espécies são característicos para polinização por beija-flores. Em E. brasiliensis, estudos histológicos evidenciaram a natureza secretora dos calos apresentando uma epiderme papilosa secretora com uma cutícula fina e um parênquima também secretor. Os estudos histoquímicos mostraram a presença de pré-néctar nas células da epiderme e do parênquima dos calos. É interessante ressaltar que a histologia desses nectários não é conhecida para a tribo Sobralieae e se distingue da de nectários de orquídeas polinizadas por aves. É sugerido que demais espécies ornitófilas desta tribo apresentem glândulas nectaríferas com histologia semelhante. Além disso, a ocorrência de calos nectaríferos é pouco conhecida em Orchidaceae, não havendo registros para espécies ornitófilas / Abstract: This study presents the pollination biology and the breeding system of two Elleanthus (Orchidaceae) species from the Atlantic Forest in southeastern Brazil. The flowering phenology of the species is annual; its flowers open sequentially and last two to four days. Elleanthus brasiliensis flowers present pinkish sepals, while the petals and the lip, which has two lilac spots, are white; in E. crinipes flowers, besides the rose-colored sepals, the petals and the lip are creamy and the operculate anther is lilac. The nectar of these species is produced in the lip calli in volumes ranging from 1 to 6 ?L and sugar concentration is approx. 20%. Nectar analysis detected the presence of sucrose, glucose and fructose, with sucrose prevailing. The species are protandrous which is characterized by the different positions of the reproductive elements during anthesis time. Both are self-compatible, but depend on pollinators for reproduction. The main pollinators are the hummingbirds Ramphodon naevius and Thalurania glaucopis. Several floral traits of these species are characteristic for plants pollinated by hummingbirds. In E. brasiliensis, histological studies revealed the secretory nature of the calli, which is composed of a secretory papillous epidermis with a thin cuticle and a secretory parenchyma. Histochemical studies showed the presence of prenectar in the epidermis and parenchyma cells. It is worth mentioning that the histology of these nectaries is not known for the tribe Sobralieae and it is different from nectaries of other bird pollinated orchids. It is suggested that nectar glands of other ornithophilous species of this tribe present similar histology. Furthermore, the occurrence of nectariferous calli is little known in Orchidaceae, with no records for ornithophilous species / Mestrado / Biologia Vegetal / Mestre em Biologia Vegetal

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L’Afrique centrale atlantique (ACA) englobe l’ensemble du domaine bas-guinéen, les îles du Golfe de Guinée et une partie de l’archipel afromontagnard. Plusieurs centres d’endémisme ont été identifiés en son sein et sont généralement considérés comme liés à la présence de refuges forestiers durant les périodes glaciaires. Cependant, l’origine de cet endémisme, sa localisation et les méthodes permettant d’identifier ces centres restent controversées. La localisation de ces zones d’endémisme et des plantes rares qu’elles abritent, est pourtant un prérequis indispensable pour la mise en place de politiques cohérentes de conservation et demeure une priorité pour les organisations privées, institutionnelles ou gouvernementales actives dans la gestion et le maintien durable de la biodiversité.<p><p>Cette étude phytogéographique porte sur la famille des Orchidaceae et est basée sur l’analyse de la distribution des taxons endémiques de l’ACA. Elle s’appuie sur un jeu de données original résultant d’un effort d’échantillonnage important au Cameroun et d’un travail d’identification et de localisation de spécimens dans les principaux herbaria européens abritant des collections d’ACA. Durant cette étude, (i) nous avons tout d’abord identifié ces taxons endémiques et documenté leur distribution au travers de plusieurs contributions taxonomiques et floristiques, (ii) nous nous sommes ensuite intéressé aux nouvelles méthodes permettant d’analyser ces données d’herbier de plantes rares et donc pauvrement documentées, testant aussi l’intérêt des Orchidaceae comme marqueurs chorologiques, et finalement, appliquant ces méthodes à notre jeu de données, (iii) nous avons délimité des centres d’endémisme et identifié les territoires phytogéographiques des Orchidaceae en ACA.<p><p>(i) Une révision taxonomique des genres Chamaeangis Schltr. et Stolzia Schltr. a été réalisée respectivement. Sept nouveaux taxons ont été décrits: Angraecum atlanticum Stévart & Droissart, Chamaeangis spiralis Stévart & Droissart, Chamaeangis lecomtei (Finet) Schltr. var. tenuicalcar Stévart & Droissart, Polystachya engogensis Stévart & Droissart, Polystachya reticulata Stévart & Droissart, Stolzia repens (Rolfe) Summerh var. cleistogama Stévart, Droissart & Simo et Stolzia grandiflora P.J.Cribb subsp. lejolyana Stévart, Droissart & Simo. Plusieurs notes taxonomiques, phytogéographiques et écologiques supplémentaires ont également été redigées. Au total, nous avons identifié 203 taxons d’Orchidaceae endémiques d’ACA parmi lesquels 193 sont pris en compte pour l’étude des patrons d’endémisme.<p><p>(ii) Au Cameroun, les patrons de distribution des Orchidaceae et des Rubiaceae endémiques d’ACA ont été étudiés conjointement. Des méthodes de rééchantillonnage des données (raréfaction) ont été appliquées pour calculer des indices de diversité et de similarité. Elles ont permis de corriger les biais liés à la variation de l’effort d’échantillonnage. Un gradient de continentalité a été observé, les parties côtières étant les plus riches en taxons endémiques d’ACA. Contrairement à la région du Mont Cameroun et aux massifs de Kupe/Bakossi qui ont connu une attention particulière des politiques et des scientifiques, la partie côtière du sud Cameroun, presque aussi riche, reste mal inventoriée pour plusieurs familles végétales.<p><p>Cette analyse à l’échelle du Cameroun a également permis de comparer les patrons d’endémisme des Orchidaceae et des Rubiaceae. Les différences observées seraient principalement dues à la présence d’Orchidaceae terrestres dans les végétations basses et les prairies montagnardes de la dorsale camerounaise alors que les Rubiaceae sont généralement peu représentées dans ces habitats. Au sein des habitats forestiers, la concordance entre les patrons d’endémisme des Orchidaceae et des Rubiaceae remet en question l’utilisation des capacités de dispersion des espèces comme critère pour choisir les familles permettant l’identification des refuges forestiers et semble ainsi confirmer la pertinence de l’utilisation des Orchidaceae comme marqueur chorologique.<p><p>La distribution potentielle a été utilisée pour étudier en détail l’écologie, la distribution et le statut de conservation de Diceratostele gabonensis Summerh. une Orchidaceae endémique de la région guinéo-congolaise uniquement connue d’un faible nombre d’échantillons. Cette méthodologie semble appropriée pour compléter nos connaissances sur la distribution des espèces rares et guider les futurs inventaires en Afrique tropicale.<p><p>(iii) En ACA, les Orchidaceae permettent d’identifier plusieurs centres d’endémisme qui coïncident généralement avec ceux identifiés précédemment pour d’autres familles végétales. Ces constats supportent aussi l’utilisation des Orchidaceae comme marqueur chorologique. La délimitation des aires d’endémisme des Orchidaceae a ainsi permis de proposer une nouvelle carte phytogéographique de l’ACA. Les éléments phytogéographiques propres à chacune des dix phytochories décrites ont été identifiés et leurs affinités floristiques discutées. Les résultats phytogéographiques obtenus (a) soutiennent l’existence d’une barrière phytogéographique matérialisée par la rivière Sanaga entre les deux principaux centres et aires d’endémisme de l’ACA, (b) étendent l’archipel afromontagnard situé principalement au Cameroun au plateau de Jos (Nigeria) et (c) montrent l’importance de la chaîne montagneuse morcelée Ngovayang-Mayombe pour la distribution de l’endémisme en ACA. Cette chaîne de montagne, qui s’étend le long des côtes de l’océan du sud Cameroun au Congo-Brazzaville et qui correspond à plusieurs refuges forestiers identifiés par de nombreux auteurs, est ici considérée comme une seule aire d’endémisme morcelée./<p>Atlantic central Africa (ACA) covers the Lower Guinean Domain, the four islands of the Gulf of Guinea and a part of the afromontane archipelago. Different centres of endemism have been identified into this area and are usually considered as related to glacial forest refuges. However, the origin of this endemism, the localization of the centres and the methods employed to identify these centres are subject to debate. Yet, the localization of these centres of endemism and the identification of the rare plants they harbor is an essential prerequisite to setting up rational conservation policies, and remains a priority for private, institutional and governmental organizations which are dealing with the sustainable management of biodiversity.<p><p>This phytogeographical study focuses on Orchidaceae and analyses the distribution of the taxa endemic to ACA. We use an original dataset resulting from an important sampling efforts and the identification of specimens coming from all the principal herbaria where collections from ACA are housed. During this study, (i) we first identified the taxa endemic to ACA and documented their distribution through several taxonomic and floristic contributions, (ii) we used and developed new methods allowing to correct for sampling bias associated with the use of rare and poorly documented taxa, testing at the same time the use of Orchidaceae as chorological markers, and finally, applying these methods to our dataset, (iii) we delimited the centres of endemism and identified the phytogeographical territories of Orchidaceae in ACA.<p><p>(i) A taxonomic revision of Chamaeangis Schltr. and Stolzia Schltr. respectively was carried out. Seven new taxa were described: Angraecum atlanticum Stévart & Droissart, Chamaeangis spiralis Stévart & Droissart, Chamaeangis lecomtei (Finet) Schltr. var. tenuicalcar Stévart & Droissart, Polystachya engogensis Stévart & Droissart, Polystachya reticulata Stévart & Droissart, Stolzia repens (Rolfe) Summerh var. cleistogama Stévart, Droissart & Simo and Stolzia grandiflora P.J.Cribb subsp. lejolyana Stévart, Droissart & Simo. Several additional taxonomic, phytogeographical and ecological notes were also published. We finally identified 203 Orchidaceae taxa endemic to ACA, among which 193 were used to study the patterns of endemism.<p><p>(ii) In Cameroon, the distribution patterns of both Orchidaceae and Rubiaceae endemic to ACA were studied. Subsampling methods (rarefaction) were applied to calculate diversity and similarity indices and to correct potential bias associated with heterogeneous sampling intensity. A gradient of continentality was confirmed in Cameroon, the coastal part being the richest in taxa endemic to ACA. The Cameroon Mountain and the Kupe/Bakossi mountain massifs have received a great consideration of politics and scientists. On the contrary, the Southern coastal part of Cameroon, though almost as rich as the Northern part, remains poorly known for several plant families.<p>This analysis also allowed us to compare patterns of endemism of Orchidaceae and Rubiaceae. The differences observed could be mainly due to the terrestrial habit of some Orchidaceae, which are only found in the grasslands of the highest part of the Cameroonian volcanic line where endemic Rubiaceae are rare. Within forest habitats, the concordance between the patterns of endemism of Orchidaceae and Rubiaceae question the widespread use of dispersal ability as a selection criterion for the families used to identify forest refuges. This also confirms the relevance of Orchidaceae as chorological marker.<p><p>Species distribution modelling was used of an in depth study of the ecology, the distribution and the conservation status of Diceratostele gabonensis Summerh. an Orchidaceae endemic to the Guineo-Congolian regional centre of endemism which is only known from very few collections. This method is proved to be appropriate to complete our knowledge on the distribution of rare plant species and to guide the future inventories in tropical Africa.<p><p>(iii) In ACA, an analysis of the distribution of endemic Orchidaceae confirmed the presence and location of several centres of endemism previously identified on the basis of other plant families. This result again supports the use of Orchidaceae as a chorological marker. The chorological study of the endemic Orchidaceae allowed us to propose a new phytogeographical map for ACA. Phytogeographical elements for each of the ten phytochoria described were identified and their floristic affinities were also discussed. Our results (a) support the existence of a phytogeographical barrier, materialized by the Sanaga River, between the two main centres and area of endemism of the ACA, (b) extend the limits of the afromontane archipelago to the Jos Plateau in Nigeria and (c) show the importance of the Ngovayang-Mayombe line to explain the distribution of endemism in ACA. This mountainous line, stretching along the ocean coast from Southern Cameroon to Congo-Brazzaville, corresponds to several forest refuges identified by many authors, and is here considered as an unique but discontinuous area of endemism.<p><p><p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les plantes n'exploitent pas seules les nutriments du sol, mais dépendent de champignons avec lesquels elles forment des symbioses mycorhiziennes dans leurs racines. C'est en particulier vrai pour les 25 000 espèces d'orchidées actuelles qui dépendent toutes de champignons mycorhiziens pour accomplir leur cycle de vie. Elles produisent des graines microscopiques qui n'ont pas les ressources nutritives pour germer, mais qui dépendent de la présence de partenaires adéquats pour nourrir l'embryon (hétérotrophie) jusqu'à l'apparition des feuilles (autotrophie). Les mycorhiziens restent présents dans les racines des adultes où ils contribuent à la nutrition, ce qui permet d'étudier plus facilement la diversité des symbiotes à l'aide des outils génétiques. Conscients des biais des études en faveur des régions tempérées, nous avons étudié la diversité des mycorhiziens d'orchidées tropicales à La Réunion. Nous avons montré que (1) les orchidées tropicales ont des partenaires semblables aux orchidées tempérées et méditerranéennes (Sebacinales, Ceratobasidiaceae et surtout Tulasnellaceae), et que ces taxons de champignons sont largement représentés dans différents biomes et dans différentes plantes hôtes. Nous avons aussi démontré pour la première fois que (2) les orchidées épiphytes (dont les associations étaient peu connues) ont des cortèges mycorhiziens différents de ceux des orchidées terrestres dans les communautés tropicales. De plus, en développant une approche à l'échelle de réseaux d'interactions (78 espèces de La Réunion), nous avons montré que (3) les espèces tropicales ont tendance à être généralistes et que (4) le réseau mycorhizien des orchidées montre des propriétés semblables à celles des réseaux d'interactions mutualistes (nestedness et asymétrie d'interaction), alors que la nature mutualiste de cette symbiose mycorhiziennes fait débat. Dans un second volet de la thèse, nous avons étudié les partenaires des orchidées non chlorophylliennes (mycohétérotrophes) tropicales. Nous avons montré que (5) les espèces tropicales peuvent s'associer à des champignons saprophytes qui les nourrissent en carbone issu de la décomposition de la litière dans les forêts tropicales humides et que (6) les modèles tropicaux (en n'étant pas spécifiques) remettent en question les idées reçues sur la mycohétérotrophie des plantes. Nous avons confirmé que (7) la mycohétérotrophie dérive d'un régime nutritionnel intermédiaire (mixotrophie) mis en place dans des lignées chlorophylliennes. Dans un dernier volet de la thèse, nous avons posé la question du déterminisme phylogénétique des associations orchidées-champignons. En analysant la force du signal dans les phylogénies des deux partenaires, nous avons vérifié que (8) les associations mycorhiziennes sont peu conservées à l'échelle supra-générique dans la phylogénie des orchidées, et qu'elles (9) peuvent être maintenues à une échelle plus récente (cas de certains clades d'angraecoïdes). Ces résultats soulignent l'empreinte relative des processus écologiques et évolutifs sur les patrons d'associations actuels, et remettent en question l'idée qu'un processus de coévolution pourrait guider le système.

L’analyse de la composition chimique de deux orchidées de la sous-tribu des Aeridinae, Aerides rosea Lodd. ex. Lindl. & Paxton et Acampe rigida (Buch.-Ham. ex Sm.) P. F. Hunt, a été menée en ayant recours à des techniques de couplages et grâce à une stratégie de déréplication. Dix dérivés phénanthréniques ont ainsi été identifiés dans les tiges d’A. rosea, dont deux nouvellement décrits. Quatre stilbénoïdes, trois dérivés d'acides phénoliques et quatre esters d'acide cinnamique ont été identifiés dans les tiges d’A. rigida. Nous avons également effectué des dosages de traceurs dans différents échantillons de deux représentants de la tribu des Vandeae : Vanda teres (Roxb.) Lindl. et Vanda coerulea Griff. ex. Lindl., afin de mettre en évidence d’éventuelles variations de composition en fonction des facteurs environnementaux et du stade de croissance végétative. Enfin, nous avons mis au point des conditions d’isolement préparatif par chromatographie de partage centrifuge afin de purifier des marqueurs biologiques préalablement identifiés dans les tiges de Vanda teres : trois glucospyranosyloxybenzyl - malates ainsi que leur précurseur biosynthétique. / Phytochemical analyses of the composition of two orchids Aeridinae subtribe, Aerides rosea Lod . ex . Lindl . & Paxton and Acampe rigida (Buch. -Ham . Ex Sm.) P. F. Hunt were conducted using the state-of-the-art hyphenated techniques and a developed dereplication strategy. Ten phenanthrene derivatives have been identified in the stems of A. rosea, including two newly described structures. Four stilbenoids, three phenolic acids derivatives and four cinnamic acid esters were identified in the stems of A. rigida. We also performed quantitative assays of chemical tracers in different samples of two representative species from the Vandeae tribe: Vanda teres (Roxb.) Lindl. and Vanda coerulea Griff. ex. Lindl., in the aim to highlight possible variations in their composition, depending on environmental factors and vegetative growth stage. Finally, we have developed conditions for preparative isolation using centrifugal partition chromatography to purify biomarkers previously identified in the stems of Vanda teres: three glucosyloxybenzyl malates derivatives and their biosynthetic precursor.

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