La berce du Caucase (Heracleum mantegazzianum) est une plante envahissante à l'origine disséminée à travers le monde pour son intérêt ornemental. Elle nuit aux milieux dans lesquels elle s'établit, par exemple en y réduisant la diversité spécifique et en causant l'érosion des berges. Sa sève toxique pose également un important problème de santé publique. Si la dynamique de ses populations a été étudiée en Europe, on ne connaît rien sur la génétique des populations québécoises. Cette étude visait à élucider les patrons spatiaux dans l'invasion de la berce au Québec et dans les régions avoisinantes. Elle cherchait entre autres à discerner le rôle de la dissémination anthropique versus naturelle dans la répartition actuelle de la plante. Pour ce faire, des analyses génétiques (1065 marqueurs de type « polymorphisme nucléotidique simple ») ont été effectuées sur un total de 940 individus provenant de 63 sites. Les résultats ont démontré la présence de trois lignées génétiques fortement différenciées parmi les populations québécoises. De multiples évènements de dissémination anthropique volontaire et involontaire ont été identifiés. Ces résultats pourront servir à améliorer les mesures de contrôle de la berce actuellement en place en plus de contribuer à la compréhension théorique de la dynamique des invasions biologiques. / Giant hogweed (Heracleum mantegazzianum) is an invasive plant historically propagated around the world for its horticultural interest. It negatively impacts environments it colonizes, notably by reducing specific diversity and by increasing erosion in river banks. Furthermore, its toxic sap causes an important public health hazard. The species' population dynamics have been studied in Europe, but nothing is known about the genetics of Quebec populations. This study aimed to elucidate spatial patterns in the giant hogweed invasion in Quebec and in surrounding regions. Amongst other things, it focused on discerning the roles of anthropic versus natural dissemination in the current distribution of the plant. Genetic analyses (1065 single nucleotide polymorphism markers) were performed on a total of 940 individuals from 63 sites. The results demonstrated the presence of three strongly genetically differenciated lineages in Quebec populations. Multiple events of voluntary and involuntary anthropogenic dissemination were identified. The results of this study could be used to improve control policies for this species as well as to improve our understanding of the dynamics of biological invasions.

Les travaux entrepris au cours de cette thèse visaient à répondre à des questions fondamentales sur la biologie évolutive des plantes adaptées aux sols contaminés par des métaux lourds. À travers une approche comparative de populations métallicoles (M :sur sols métallifères) et non métallicoles (NM :sur sol normal) de l’espèce modèle Thlaspi caerulescens, cette thèse avait donc pour objectif général d’appréhender l’adaptation aux habitats métallifères d’une manière plus globale que par le seul trait de tolérance aux métaux. Nous avons donc cherché à mettre en évidence les différences de stratégie de vie entre les populations M et NM. Nous avons également estimé le coût de l’adaptation à l’environnement métallifère. Enfin, nous avons porté une attention particulière au rôle que pouvait jouer la plasticité dans l’adaptation à l’environnement métallifère. Cette plasticité a été considérée au niveau des traits d’histoire de vie et du système racinaire. <p>Trois expériences ont étudié les variations des traits d’histoire de vie des populations M et NM: (1) une culture en conditions contrôlées des populations sur un gradient de concentrations en Zn, (2) une expérience de transplantation réciproque in situ de populations M et NM et (3) un suivi démographique dans les populations M et NM. Enfin, une quatrième expérience (4) visait à évaluer les variations entre populations M et NM d’un trait particulier :la plasticité du système racinaire en réponse à une distribution hétérogène des métaux dans le sol. <p>Nos résultats montrent que les plantes M ont, en moyenne, des cycles de vie plus courts que les plantes NM (exp. 1, 3). Par ailleurs, les populations M sont capables de modifier leur stratégie de reproduction en fonction des teneurs en métaux dans le sol ou du site de transplantation (métallifère vs. non métallifère). Que ce soit sur des substrats non contaminés en Zn (exp. 1) ou sur des sites non métallifères (exp. 2), les plantes M produisent autant de graines au cours de leur vie que les plantes NM. Ces résultats suggèrent l’absence d’un coût adaptatif fort chez les plantes M. In situ (exp. 3), nous avons mis en évidence un effet structurant de l’hétérogénéité spatiale des sites métallifères sur les stratégies de vie des plantes M. Enfin, les plantes M ont exprimé une plasticité plus élevée du comportement d’exploration racinaire que les plantes NM (exp. 4). <p>L’existence de stratégies de vie plastiques, l’homéostasie de la fitness sur une large gamme de concentrations en Zn, ainsi que le faible coût adaptatif mis en évidence chez les populations M suggèrent que ces populations sont plus aptes à fonder de nouvelles populations que les populations NM. Nos résultats ont également clairement démontré que les populations M sont caractérisées par une plasticité plus élevée que les populations NM (génotype généraliste). Cette plasticité concerne à la fois les stratégies de vie et les mécanismes d’exploration racinaire. Cette plasticité élevée des plantes M a très probablement évolué en réponse à l’hétérogénéité spatiale des sites métallifères La sélection de génotypes généralistes sur les sites métallifères est une piste de recherche qui mérite, à présent, d’être approfondie chez les autres espèces colonisant les sites métallifères. <p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished