Evolution and functional adaptation of tropical trees species : the case study of Guibourtia Benn

La présente thèse s’intéresse aux mécanismes à l’origine de la diversification des espèces d’arbres tropicaux. Elle utilise le genre Guibourtia Benn. (Fabaceae-Detarioideae) comme modèle biologique afin de comprendre les mécanismes historiques, biologiques et environnementaux, à l'origine de la diversité de ce genre aux niveaux interspécifique et intraspécifique. Plus particulièrement, elle vise à : (1) étudier au niveau interspécifique, le rôle relatif des forces évolutives neutres et de sélection dans la diversification du genre Guibourtia en combinant une phylogénie moléculaire avec la caractérisation des traits et les niches écologiques des espèces ; et (2) au niveau intraspécifique, questionner les causes de la différenciation des populations de trois espèces de Guibourtia. Au niveau interspécifique, la phylogénie datée basée sur le séquençage du génome chloroplastique complet a globalement confirmé la taxonomie actuelle (espèces généralement monophylétiques). Elle a montré une diversification au milieu du Miocène en trois clades qui sont décrits aujourd’hui comme des sous-genres (Guibourtia, Gorskia et Pseudocopaiva). Elle démontre en outre que deux espèces américaines sont issues d’une migration de l’Afrique vers l’Amérique à la fin du Miocène. Il est également apparu que certains traits morphologiques ont été sélectionnés de manière convergente au sein des différents clades du genre Guibourtia en fonction des niches climatiques des espèces. Ce dernier résultat a été consolidé au moyen d’une expérimentation écophysiologique prouvant que la lumière constitue un important facteur de sélection et de différenciation adaptative entre trois espèces (G. ehie, G. coleosperma et G. tessmannii). Au niveau intraspécifique, une étude de phylogéographie de deux espèces a permis de mettre en évidence que les barrières biogéographiques chez G. ehie et les gradients climatiques chez G. coleosperma, auraient contribué à la différenciation génétique des populations. En outre, cette étude montre une forte différenciation entre les populations de G. ehie d’Afrique de l’Ouest et d’Afrique centrale en lien avec quelques traits morphologiques, ce qui préjuge de l’existence d’une nouvelle espèce. Enfin, chez G. tessmannii, espèce aux fruits déhiscents et graines arillées, nous avons identifié les principaux disperseurs dont les calaos (Ceratogymna atrata ) qui pourraient contribuer à une dispersion à longue distance, influençant la structure spatiale de la variation génétique des populations. Cette thèse en utilisant le genre Guibourtia comme modèle d’étude a apporté de nouveaux éléments à la compréhension des mécanismes qui génèrent la diversité au sein des espèces d’arbres. Elle fournit en outre des connaissances originales sur des espèces inscrites en annexe II de la CITES

Que planter dans ma parcelle ? Arbre de décision pour le choix des espèces et des systèmes agroforestiers en périphérie de Kinshasa

Projet Campus Ver

Revealing hidden species diversity in closely related species using nuclear SNPs, SSRs and DNA sequences - a case study in the tree genus Milicia

Background: Species delimitation in closely related plant taxa can be challenging because (i) reproductive barriers are not always congruent with morphological differentiation, (ii) use of plastid sequences might lead to misinterpretation, (iii) rare species might not be sampled. We revisited molecular-based species delimitation in the African genus Milicia, currently divided into M. regia (West Africa) and M. excelsa (from West to East Africa). We used 435 samples collected in West, Central and East Africa. We genotyped SNP and SSR loci to identify genetic clusters, and sequenced two plastid regions (psbA-trnH, trnC-ycf6) and a nuclear gene (At103) to confirm species’ divergence and compare species delimitation methods. We also examined whether ecological niche differentiation was congruent with sampled genetic structure. Results: West African M. regia, West African and East African M. excelsa samples constituted three well distinct genetic clusters according to SNPs and SSRs. In Central Africa, two genetic clusters were consistently inferred by both types of markers, while a few scattered samples, sympatric with the preceding clusters but exhibiting leaf traits of M. regia, were grouped with the West African M. regia cluster based on SNPs or formed a distinct cluster based on SSRs. SSR results were confirmed by sequence data from the nuclear region At103 which revealed three distinct ‘Fields For Recombination’ corresponding to (i) West African M. regia, (ii) Central African samples with leaf traits of M. regia, and (iii) all M. excelsa samples. None of the plastid sequences provide indication of distinct clades of the three species-like units. Niche modelling techniques yielded a significant correlation between niche overlap and genetic distance. Conclusions: Our genetic data suggest that three species of Milicia could be recognized. It is surprising that the occurrence of two species in Central Africa was not reported for this well-known timber tree. Globally, our work highlights the importance of collecting samples in a systematic way and the need for combining different nuclear markers when dealing with species complexes. Recognizing cryptic species is particularly crucial for economically exploited species because some hidden taxa might actually be endangered as they are merged with more abundant species

Sentiers de suivi de la croissance, de la mortalité et de la phénologie des arbres tropicaux. Guide méthodologique

The sustainability of natural forest management in Central Africa depends on a thorough understanding of the population dynamics of commercial tree populations. These dynamics are studied in systems designed to be monitored over the long term, known as plots and trails. While the methodological approach for setting up and monitoring plots is fairly well documented, the approach for trails is less well documented. This book fills this gap by capitalizing on the experience accumulated over more than 20 years by the members of the DYNAFAC collective, a group created on the initiative of ATIBT, CIRAD, Nature+ and Gembloux Agro-Bio Tech. It is a practical and illustrated guide explaining the process necessary for the installation and monitoring of these trails. In addition to the technical procedures, the guide also assesses the costs, taking into account the economic specificities of different countries in the sub-region. By addressing all stakeholders in the development and management of Africa's forests, the book aims to promote the implementation of robust and efficient systems within everyone's reach. / La durabilité de l'aménagement des forêts naturelles d'Afrique centrale est tributaire d'une connaissance approfondie de la dynamique démographique des populations d'arbres commerciaux. Cette dynamique est étudiée dans des dispositifs destinés à être suivis sur le long terme, dénommés parcelles et sentiers. Si la démarche méthodologique d'installation et de suivi des parcelles est assez bien documentée, celle des sentiers l'est moins. Le présent ouvrage vient combler ce vide en capitalisant l'expérience accumulée depuis plus de 20 ans par les membres du collectif DYNAFAC, un collectif créé à l'initiative de l'ATIBT, du CIRAD, de Nature+ et de Gembloux Agro-Bio Tech. Il s'agit d'un guide pratique et illustré explicitant la démarche nécessaire à l'installation et au suivi de ces sentiers. Outre les procédures techniques, le guide évalue également les coûts en tenant compte des spécificités économiques de différents pays de la sous-région. En s'adressant à l'ensemble des parties prenantes de l'aménagement et de la gestion des forêts d'Afrique, l'ouvrage a pour ambition de promouvoir la mise en oeuvre de dispositifs robustes et efficients à la portée de tous

Guide pratique des plantations d'arbres des forêts denses humides d'Afrique

In Africa, tree plantations are likely to be developed for several reasons: restoration of production capacities and services provided by natural forests, enhancement of agroforestry lands, easier harvesting of wood and non-wood forest products, etc. As exotic species only provide specific services, it is important to revitalize the planting of local species. This is the purpose of this guide, which focuses on species of dense rainforests, capitalizing on the results of past and recent trials in six African countries, and on the This is the purpose of this guide, which focuses on species of dense rainforests, capitalizing on the results of past and recent trials in six African countries, and mobilizing individual skills and knowledge. The book provides a practical approach to the various stages of a silvicultural program: seed collection and management, nursery construction and management, and plantation installation and management. An estimate of the costs and profitability of such plantations is also provided. Finally, the book describes in detail the silvicultural itinerary of 50 tree species of the African rainforests. This guide is intended for a wide audience: managers, forestry technicians and engineers, students and scientists interested in tropical silviculture

Modelling the distribution of six multi-use tree species in Africa and assessing the impact of climate change

La modélisation de la distribution de la niche potentielle des espèces végétales est un outil largement utilisé en écologie pour évaluer l’impact des changements globaux sur les écosystèmes. Dans le présent travail, une étude d’analyse comparative de trois modèles (Maxent, logistique et CARAIB) a été réalisée sur six espèces reconnues pour leurs services écosystémiques : Acacia senegal (L.) Wild, Afzelia africana Smith, Garcinia kola Heckel, Khaya senegalensis (Desr) A. Juss, Milicia excelsa (Welw.) C.C. Berg et Pterocarpus erinaceus Poir. Les résultats démontrent que pour le modèle logistique ou pour Maxent, les pseudo-absences doivent être échantillonné à une distance de l’ordre de 1400 km de tout point de présence connu afin d’obtenir un modèle parcimonieux de bonne discrimination. Ce travail a testé l’interaction entre la température et les précipitations, laquelle est significative dans presque tous les modèles, sauf chez l’espèce de forêt tropicale dense humide Garcinia kola et a montré que les espèces du sahélien et du soudanien sont particulièrement sensibles à l’évapotranspiration potentielle. Cette étude a prouvé que les modèles statiques utilisés sont capables de simuler, avec un pourcentage d’accords élevé (plus de 65 %) par rapport à la réalité du terrain, la distribution présente (1950 – 2000) des espèces étudiées, contrairement au modèle dynamique de végétation CARAIB. Les changements climatiques devraient provoquer une perte d’habitat favorable dans le futur, variable selon les modèles et les espèces, mais sans rendre celles-ci pour autant vulnérables selon le critère A3 de l’UICN. Toutefois, les modifications d’habitat suite aux pressions anthropiques devraient être prises en compte dans les modèles

Itinéraire technique du système agroforestier taungya en rdc

Projet Campus Ver

Guibourtia Benn.: a high conservation value genus. A review

Known as a genus of great socio-cultural and economical importance, Guibourtia Benn. includes morphologically very similar multipurpose sister species, found in various habitats with different climate and soil conditions. In many places, Guibourtia is subject to local overexploitation by forest companies and local communities. As the population density of Guibourtia species is generally very low, it may be necessary to conduct scientific investigations that will provide valuable information for the management of the populations concerned. This paper is based on an extensive literature review and summarizes the available information on the genus Guibourtia, in terms of botany, ecology, genetics, forestry and ethnobotany. Our review provided evidence that, to date, ecological and silvicultural knowledge regarding Guibourtia species is lacking and that it is very difficult to morphologically differentiate very similar sister species. In addition, we provide a new determination key for the genus Guibourtia. Based on the available information, it is difficult to assess the conservation status of these taxa. Further investigations are needed to suggest appropriate management strategies for Guibourtia. Moreover, species diversity within this genus and its distribution in various tropical biomes make it an excellent biological model for understanding the historical, biological and environmental mechanisms that explain the diversity of tropical moist forests