Les SERRES EXPERIMENTALES Responsable : Laurence Affre Retour

La construction des serres expérimentales a débuté courant avril 2004 et les expérimentations ont débuté courant automne 2005. La gamme des expériences qu'une serre expérimentale autorise est infiniment variée en Ecologie Végétale. Des photographies retraçant le montage de nos serres (achetées en kit) au printemps 2005.

Les serres expérimentale de l'Arbois (En attente du racordement EDF)

Gouffeia arenarioides DC (Caryophyllaceae) Voir la page Gouffeia du site. La littérature fait état du déclin généralisé de la diversité biologique, en soulignant l’accélération du phénomène un peu partout dans le monde. Cependant, certaines espèces sont plus sensibles aux risques d’extinction; c’est le cas des espèces endémiques et rares. Le bassin méditerranéen abrite une part importante de la richesse floristique, il s’agit d’un hot-spot de biodiversité parmi les 25 reconnus dans le monde. En effet, son histoire géologique et humaine, sa position d’interface entre 3 continents (création de multiples habitats, montagnes, relief s), son climat tempéré et son rôle de zone refuge durant la dernière glaciation ont abouti à la création d’un fort taux d’endémisme - allant de 7 à 13 % - dans cette région. C’est dans ce contexte que Gouffeia arenarioides DC (Caryophyllaceae), petite plante annuelle sur éboulis ou terrasses calcaires et endémique de Basse Provence, constitue un modèle d’étude de choix avec ses multiples protections (UICN, Convention de Berne, arrêté de janvier 1982 relatif à sa protection sur le territoire français , Directive Habitats-Faune-Flore…).
En effet, dans le sud-est de la France, l’abandon du système agro-sylvo-pastoral, la fragmentation rapide des habitats naturels, la progression du couvert forestier, le développement des loisirs « verts » et l’urbanisation représentent une menace pour la pérennité de cette espèce. Plus précisément, la présente étude examine quelles sont les potentialités de germination des graines de G. arenarioides et quelle est la dynamique populationnelle de germination ?
			Pour les 2 sites, Luminy et Vallon des Cerisiers, les fruits ont été récoltés sur 30 plantes mères. Dans les serres expérimentales, 20 graines par plante mère ont été ensuite mises à germer dans des bacs de 20*10 cm (200 cm2) remplis de terre provenant respectivement des sites de récolte. Le nombre de graines ayant germé pour chaque plante mère a été noté et la taille maximale a été mesurée sur 3 plantules de 10 plantes mères par site. Un premier résultat important de cette étude, est que le pourcentage de germination des graines de G. arenarioides s’élève à 12.8% pour la population du Vallon des Cerisiers et 14.8% pour celle de Luminy, sans différence significative. Il a été constaté des taux de germination provenant de fruits «à deux graines» compris entre 11.2 et 25.9%. De plus, les plantules de la population du Vallon des Cerisiers mesurent en moyenne 7,04 ± 2,46 cm et celles de la population de Luminy 6,71 ± 2,01 c m, sans différence significative.
Ces premiers résultats vont dans le sens d’une espèce géographiquement très restreinte mais à large amplitude écologique. La phase de germination d’une annuelle étant la plus importante dans son cycle, l’étude des taux de germination de G. arenarioides apporte des informations primordiales sur cette espèce et son maintien dans son milieu.

Astragalus tragacantha L. ou Astragalus massiliensis (Mill.)L. (Fabaceae) Les systèmes insulaires étant marqués par une plus grande sensibilité aux perturbations, l’archipel du Frioul situé à proximité de la ville de Marseille constitue un site d’excellence pour étudier les effets des perturbations sur ces espèces endémiques du bassin méditerranéen. La proximité de l’agglomération Marseillaise en fait un écosystème prédisposé aux perturbations d’origine anthropique directes ou indirectes : piétinement, constructions, introduction d’espèces, présence de goélands leucophées. Il a été constaté une diminution significative de la présence d’ Astragalus tragacantha L (Fabaceae) dans l’archipel du Frioul. De plus, aucune plantule n’a jamais été observée. Cette espèce pérenne stress-tolérante se rencontre sur des sols rocailleux calcaires squelettiques, avec un fort déficit hydrique, et exposés aux vents marins chargés d’embruns pollués. Ses fleurs hermaphrodites sont pollinisées par les Hyménoptères et Lépidoptères. Dans ce contexte, une étude a été alors entreprise afin d’acquérir à court et moyen terme des connaissances sur la structure démographique de cette espèce.
Plus précisément, quelle est l’influence des populations de goélands leucophées sur les potentialités de germination des graines d’ A. tragacantha ? Il est ici question de vérifier si les fortes concentrations de colonies de goélands leucophées – associées à de fortes teneurs en composés azotés dans les sols - ne peuvent pas expliquer l’absence de juvéniles dans les populations naturelles. Le sol a été prélevé dans 3 stations abritant des colonies de taille décroissante (station 1: colonie comptant le plus grand effectif etc.) ce qui correspond à des degrés d’impact d’ordre décroissant. Les fruits ont été récoltés au cours de l’été 2005 sur l’archipel du Frioul. Ainsi, 30 graines par plante mère ont été mises à germer, dans les serres expérimentales, dans les 3 types de sol (cf ci-dessus) disposés dans des bacs de 20*10 cm (200 cm2). Le nombre de graines ayant germé pour chaque plante mère a été noté et la taille maximale a été mesurée sur 3 plantules de 10 plantes mères par type de sol.

Primula vulgaris Huds (Primulaceae) Les paysages bocagers, constitués de prairies et de cultures entrecoupées de haies et d’éléments boisés, sont hétérogènes. L’hétérogénéité est dépendante de deux propriétés spatiales : la fragmentation - caractérisée par une diminution de la surface totale d’un habitat et son éclatement en fragments ou îlots - et la connectivité – basée sur les types de relations existant entre les éléments de structure. Le cas du bocage du Champsaur et du modèle biologique Primula vulgaris Huds (Primulaceae) constitue un bon exemple pour étudier l’importance fonctionnelle d’un réseau de haies - dense et lâche - sur les flux biologiques au sein et entre les populations de P. vulgaris. Plus précisément, quelle peut être la relation entre la structure du réseau de haies et la dispersion du pollen : rôle de corridors, filtre, barrière biologique ?
			P. vulgaris est une espèce pérenne très commune dans l’Ouest et le Sud-est de la France jusqu’à 1000m d’altitude - distribution subméditerranéenne et atlantique – et caractéristique des habitats humides et ombragés. La reproduction de P. vulgaris présente un système d'autoincompatibilité et d’hétéromorphie qu’est la distylie. En effet, deux morphes sont distingués : Des pollinisations contrôlées ont été réalisées dans les serres expérimentales afin de comparer les modalités de reproduction de P. vulgaris dans les 2 types de réseaux – dense et lâche. Chaque plante mère – individualisée dans un pot différent - a été utilisée pour 6 traitements de pollinisation contrôlée : 1. Une auto-pollinisation: dépôt des grains de pollen sur le stigmate de la même fleur ; 2. Une allo-pollinisation dite « intra haie » entre individus de la même haie ; 3. Deux allo-pollinisations dites « intra-site » au sein du même réseau : (i) entre des individus issus de populations de taille identique et de haies différentes et (ii) entre des individus issus de populations de taille différente et de haies différentes; Le dépôt des grains de pollen sur le stigmate a été effectué à l’aide de têtes d’épingles soigneusement nettoyées après chaque croisement. Pour chaque fleur traitée, le développement ou non d’un fruit a été observé.
Un premier résultat important de cette étude, est que l’espèce P. vulgaris, dans la vallée du Champsaur, n’est pas strictement auto-incompatible et que les individus issus d’un réseau dense sont plus auto-incompatibles que ceux issus d’un réseau lâche. Cette auto-incompatibilité plus importante dans le réseau dense est un moyen de favoriser le brassage génétiqu e. Ainsi, dans le réseau dense, au sein duquel l’auto-incompatibilité est plus marquée, il est logiquement observé de fortes valeurs (> 0,5) de dépression de consanguinité d’où des croisements allogames plus fréquents dans ce réseau. Inversement, dans le réseau lâche, au sein duquel l’auto-incompatibilité est moins importante, la dépression de consanguin ité est plus faible (< 0,5) d’où des croisements autogames plus fréquents dans ce réseau ce qui a permis de purger les allèles délétères et éliminer au fil des générati on la dépression de consanguinité.								Fleur à court style (CS) & Fleur à long style (LS)
D’après les performances relatives «intra-haie», «intra-site» et «inter-site», il existe une faible dépression d’allogamie localement en intra-site dans le réseau dense et lâche, c'est-à-dire que le succès reproducteur diminue quand la distance des croisements augmente. Par contre, quand la distance augmente beaucoup – dans le cas des croisements inter-site (dense x lâche) – il n’existe plus de dépression d’allogamie . Cette variation peut reposer sur l’existence d’une structuration spatiale des individus particulière en «intra-haie», «intra-site» et «inter-site» influencée par la dispersion des graines par les fourmis (myrmécochorie . Ces premiers résultats dépendent aussi d’autres facteurs, notamment les proportions respectives des CS-LS - facteur pouvant modifier le succès reproducteur chez P.vulgaris.