Saint-Homer CAZAL Patrick HEURET Valérie TROISPOUX Niklas TYSKLIND Comparaison des dynamiques de croissance de Cecropia obtusa Sables Blancs vs Sol Ferralitique FTH 2015 Solène HAPPERT Alexandre HASLÉ de BARRAL Clément JOUAUX Yohann LEGRAVERANT Annabelle MORCRETTE Saint-Homer CAZAL Patrick HEURET Valérie TROISPOUX Niklas TYSKLIND &

Contexte Sables Blancs < 3% de la surface forestière (bassin amazonien, plateau des Guyanes) Avantages : - peu ou pas d'aluminium échangeable - Autant de phosphore assimilable Inconvénients : - plus d'acidité (H+) - mauvaise minéralisation de l'azote - faible réserve utile en eau - faible capacité d'échange cationique - alors que cet élément toxique représente les 3/4 de la CEC dans les autres sols - mauvaise minéralisation de l'azote  résultat de la décompo MO - faible capacité d'échange cationique car trop peu d’alu capacité de rétention des nutriments

Contexte Milieu « insulaire » Communautés plus pauvres en espèces Sables Blancs et Végétation Milieu « insulaire »   Communautés plus pauvres en espèces   Milieu moteur de spéciation par filtrage environnemental (Adeney et al., 2014) milieu « insulaire »  cad isolé et spécifique avec des espèces endémique de l’habitat SB (Pagamea, Rubiaceae) Communautés plus généralement pauvres en espèces (2 à 5 fois moins qu’en ferralitique), dominées par quelques espèces seulement. ( ter Steege et al. 2013) Milieu moteur de spéciation par filtrage environnemental dû aux différentes conditions biotiques (e.g., composition des communautés) et abiotiques (e.g., azote disponible),

Contexte Etudes faites à l’échelle de la communauté et non de l’espèce Études préliminaires Etudes faites à l’échelle de la communauté et non de l’espèce Convergence de traits fonctionnels à l’échelle de la communauté (Fine & Baraloto, 2015) Traits     Communauté     Cecropia obtusa Masse surfacique foliaire +++ Litière     --- Epaisseur des feuilles +++ Densité du bois +++ Taux de croissance --- Comment s’adapte le Cecropia ? observation de la plasticité phénotypique du cecropia : Pouvoir adapter ses structures lors de sa croissance en fonction d’une contrainte environnementale appliquée.

Contexte Espèce pionnière Architecture simple, « modèle de Rauh » Caractéristiques du Cecropia obtusa Espèce pionnière Architecture simple, « modèle de Rauh » Axes orthotropes et ramification rythmique Floraison latérale rangée en paire Phyllotaxie alterne spiralée et feuilles stipulées Espèce plastique  En présence de contraintes environnementales, (stress hydrique et manque de nutriments) le cecropia peut adapter ces structures, tiges et feuille grâce à une continuité fonctionelle et stucturelle. La masse surfacique diminue, donc les feuille deviennent moins robustes. La longueur d’entre nœud change et diminue également donc l’arbre grandit moins vite. S’il est dans de bonnes conditions, la longueur d’entre nœud augmente donc il grandit plus vite et devient plus haut.

Contexte Très fréquent, sur plusieurs milieux Pourquoi le Cecropia ? Très fréquent, sur plusieurs milieux Possibilité d’accéder à l’histoire du développement de l’arbre Plante modèle dans la compréhension des relations entre structure et fonction Très fréquent, sur plusieurs milieux (l’espèce de Cecropia la plus fréquente sur tout le territoire Guyanais) Possibilité d’accéder à l’histoire du développement de l’arbre (point de vue dynamique) => vitesse de croissance, fréquence de ramification et de floraison,

Matériels & Méthodes Site étudié Situation : en bord de la RN de St- Laurent à Apatou 2 conditions pédologiques : sables blancs et terra firme Conditions climatiques similaires Arbres échantillonés il y a un an

Matériels & Méthodes Site étudié Profil pédologique : Arbres échantillonés il y a un an Profil pédologique : Gauche : sol ferralitique Droite : sable blanc

Matériels & Méthodes Site étudié Anciens abbatis avant la construction de la route ? On dit qu’on a testé les 3 modalités : pas de différence dans la majeure partie des cas / sauf cas particulier qu’on présentera au cas par ças.

 Permettent de mesurer des séquences de temps Matériels & Méthodes Morphologie du Cecropia obtusa 3 bourgeons à l’aisselle Ramifications et inflorescences marquées Cicatrices de nœuds  Permettent de mesurer des séquences de temps

Matériels & Méthodes Possibilité de dater l’âge des arbres Morphologie du Cecropia obtusa Possibilité de dater l’âge des arbres Phyllocrone régulier : 35 noeuds par an Sources : Heuret et al., 2002 (Paracou), Zalamea et al. (Counami), 2012

Matériels & Méthodes En pratique

Matériels & Méthodes Sur chaque tronc : le rang des entre-nœuds Description du tronc Sur chaque tronc : le rang des entre-nœuds la longueur des entre-nœuds les inflorescences et leur état (élaguées ou présentes) les ramifications et leur état (présentes, mortes, élaguées)

Matériels & Méthodes En pratique

Matériels & Méthodes Sur chaque feuille : Traits foliaires et houppier Sur chaque feuille : Mesure de la longueur du lobe principal Mesure de 2 diamètres orthogonaux (médians) du pétiole Notification de l’ordre de ramification de l’axe auquel elle appartient Son rang depuis l’apex de cet axe 6,820 feuilles 40,000 mesures soit 600 à 700 mesures par personne

Matériels & Méthodes Feuilles représentatives de l’axe 1 Traits foliaires et houppier Feuilles représentatives de l’axe 1 Mesure du SPAD, épaisseur du limbe, échantillonnage du pétiole et du limbe Ces feuilles représentatives nous permettent d’extrapoler ces données à l’ensemble des feuilles du houppier Nombre de nervures secondaires, nombre de lobes, taille de la partie libre du lobe principal, longueur du pétiole

Matériels & Méthodes Allométrie du Cecropia obtusa Estimation de la surface foliaire grâce à la longueur du lobe principal (Levionnois & Heuret, 2015) : Alim= 0,83394*LMseg^2,13365 (m²) Estimation de la teneur en chlorophylle des feuilles (Chli) grâce à l’outil SPAD (Coste et al., 2009) : Chli = 49,6 * SPADi (μg.cm ⁻²) 88,2 - SPADi Mesure de la longueur du lobe principal de 2000 feuilles de Cecropia obtusa ainsi que leur surface folliaire (planimètre)

Matériels & Méthodes Dimensionnel : Méthodes d’analyses Dimensionnel : Test non paramétrique de Mann Whitney Wilcoxon Fonctionnel : ACP : détection de corrélations entre les traits foliaires fonctionnels Dynamique : Profil de longueurs des entre-noeuds et des différents événements le long du tronc 1.Dimensionnel : Test non paramétrique de Mann Whitney Wilcoxon 2. Fonctionnel : ACP : détection de corrélation entre les traits foliaires fonctionnels avec la méthode 3. Dynamique : Croissance du tronc : interprétation des profils de longueurs des entre-noeuds et des différents évenements le long du tronc (allongement, inflorescences, ramifications)

Résultats Variables dimensionnelles a b a a a a a b a a a a Légende : a,b : groupes significativement différents a b a a a a a b a a a a

Résultats Variables dimensionnelles : comparaison des 2 types de Sables Blancs a b ab

Résultats Relations entre variables dimensionnelles Taux de corrélation : 0,92 *** Taux de corrélation : 0,64*** Taux de corrélation : 0,64*** CCL : pas de différence dimensionnelle entre les deux milieux

Résultats Traits fonctionnels vv vv vv vv vv vv vv vv vv vv vv vv WS1 Plusieurs groupes de variables corrélées ; pas de discrimination entre les milieux

Résultats Traits fonctionnels 1 1 a a Légende : a,b ,1,2: groupes significativement différents Traits fonctionnels 1 1 a a Sable blanc 2 (centre) un peu plus fin Mais différence masquée quand deux types de sable blanc mêlés 2 1 a b 2 Masse surfacique inférieure sur sable blanc Pas de différence entre les deux types de sable blanc 2

Résultats Approche dynamique Longueur d’entre-nœuds et évolution de la longueur au cours de la croissance similaires entre les deux types de milieux

Résultats Approche dynamique Un mode de croissance similaire au deux sols. Sur WS : moins de nœuds, individus moins hauts ; mais plus de variabilité

Résultats Approche dynamique  Entre-noeuds légèrement plus nombreux et plus longs sur sol ferralitique

Résultats Approche dynamique  Effectif par classe d’âge : l’âge du peuplement est échelonné de 6 à 10 ans  Même âge sur les deux types de milieux

Résultats Approche dynamique Tous les individus fleurissent en même temps et au même rang de nœud 2 floraisons par an Même pattern Moins net : a) floraison décalée ou b) pas même nombre de nœuds entre floraisons

Discussion Traits Communauté Cecropia Masse surfacique +++ --- foliaire Litière     --- ? Epaisseur des feuilles +++ --- Densité du bois +++ = Taux de croissance --- - Le Cecropia obtusa présente un comportement différent de la communauté.

Discussion Différences de croissance très ténues entre les deux milieux Différences constatées : - Hauteur inférieure sur Sables Blancs - Masse surfacique inférieure sur Sables Blancs Faible variations phénotypiques : faible probabilité de différences génotypiques Milieu très perturbé, en phase initiale Différences constatées : - Hauteur inférieure sur Sables Blancs : moins de nœuds et plus courts (limitation nutritionnelle) Masse surfacique inférieure sur Sables Blancs : feuilles plus à l’ombre car individus plus petits ? Ou investissement moindre dans la construction de la feuille (limitation nutritionnelle) Vue la faible variation phénotypique, peu probable qu’il y ait filtration environnementale et des différences génotypes. Milieu très perturbé, en phase initiale : la MO laissée sur place (arbres coupés par ouverture route) peut être une source de nutriments suffisante pour le Cecropia... Ce qui ne serait sûrement pas le cas pour des SB matûres Ouverture : Etude à réaliser sur d’autres espèces Besoin de données génétiques et chimiques

Merci de votre attention