Thèse Étude Multi-Dimensionnelle de la Diversité pour l'Identification des Processus d'Assemblage des Communautés Végétales Dunaires H/F

Université de Bordeaux

Établissement : Université de Bordeaux
École doctorale : Sciences et environnements
Laboratoire de recherche : BIOGECO - BIOdiversité, Gènes & Communautés
Direction de la thèse : Marie-Lise BENOT ORCID 0000000182733758
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-27T23:59:59

Dans le contexte actuel de changements globaux et de transformation de la biosphère à un rythme sans précédent, l'identification des processus qui sous-tendent l'assemblage des communautés, question centrale de la recherche en écologie, reste plus que jamais un défi majeur à relever. Cet enjeu bénéficie d'avancées conceptuelles, théoriques et méthodologiques, permettant d'intégrer différentes dimensions de la biodiversité, tant pour comprendre les réponses des espèces et des communautés aux modifications environnementales que pour développer des stratégies et des outils opérationnels pour la conservation de la biodiversité et de la fonctionnalité des milieux. La thèse proposée a pour but général d'identifier les mécanismes qui régissent la structuration spatiale et la dynamique temporelle des communautés végétales dunaires en étudiant plusieurs dimensions de la biodiversité aux niveaux inter- et intraspécifiques (diversités spécifique, fonctionnelle, génétique) le long de gradients environnementaux complexes. La compréhension de ces mécanismes permettra de fournir les bases théoriques des processus d'assemblage, afin de prédire la réponse de ces assemblages à l'évolution de ces milieux sous l'effet des changements globaux, et d'éclairer les plans de conservation du cordon dunaire (zonages et identification de priorités de conservation). Ce travail de thèse aura comme objectifs principaux de : 1) analyser les structurations spatio-temporelles des diversités spécifique et fonctionnelle de ces communautés aux échelles locales et régionales, en réponse à des variations environnementales multifactorielles (gradients complexes) ; 2) analyser les patrons spatiaux de la diversité génétique d'espèces cibles, qui serviront de référence pour interpréter les variations spatiales des diversités fonctionnelle et spécifique au sein des espèces et des communautés; (3) réaliser des analyses conjointes des données relatives aux différentes dimensions de diversité (spécifique, fonctionnelle et génétique) tant pour une meilleure compréhension des processus en jeu que pour l'élaboration de scénarios de conservation de cette biodiversité.

L'assemblage des communautés d'organismes résulte d'une combinaison complexe de nombreux processus (dispersion, filtres abiotiques, interactions biotiques) s'exprimant à des échelles spatio-temporelles variées[1,2]. Bien que largement explorée, l'identification de ces facteurs et de leur importance relative reste un défi majeur pour la recherche en écologie, en particulier pour les milieux extrêmes. Face à l'ampleur des changements globaux, il est plus que jamais nécessaire de comprendre les réponses des espèces et des communautés aux modifications environnementales et l'importance relative des différents processus écologiques et évolutifs qui structurent la diversité biologique.
L'étude de l'assemblage des communautés bénéficie à la fois des développements récents dans les domaines de la biologie moléculaire[3], et d'avancées rapides, tant théoriques que statistiques[4-6], permettant d'intégrer les différents composantes de la diversité biologique tant au niveau intraspécifique (génétique, phénotypique et fonctionnel) qu'interspécifique (taxonomique, phylogénétique et fonctionnel) et à différents niveaux d'organisation hiérarchiques (génome, population, espèce, communauté, écosystème). Comme chaque espèce ou communauté peut interagir de façon différente avec l'environnement, une approche comparative intégrant plusieurs espèces et communautés partageant le même écosystème devrait permettre d'apporter de nouvelles connaissances plus génériques. En effet, la diversité intraspécifique représente une part non négligeable de la biodiversité. Si son rôle sur les processus écologiques au sein des populations commence à être bien appréhendé, son rôle aux niveaux hiérarchiques supérieurs (communauté et écosystème) reste peu compris. L'étude des relations entre la diversité intraspécifique, la structure des communautés et le fonctionnement des écosystèmes reste donc un défi majeur[7]. En outre, l'intégration de multiples dimensions de la biodiversité est également prometteuse pour la hiérarchisation des enjeux écologiques et l'identification des priorités de conservation[8-10], en venant compléter les approches basées sur la distribution des espèces ou la présence d'espèces vulnérables qui peuvent faire l'impasse sur des espèces à la biologie unique ou ayant un rôle fonctionnel ou une histoire évolutive particulière[11].

Le but de ce projet de thèse est d'identifier et de quantifier les forces régissant la structuration de la diversité biologique à différents niveaux d'organisations et échelles spatiales, à la fois pour en caractériser la dynamique et la vulnérabilité aux variations environnementales et faire émerger des stratégies spatialisées de conservation prenant en compte la multiplicité des enjeux portés par ces milieux fragiles. Le projet fera pour cela appel à des concepts et approches issus de l'écologie des communautés, la génétique des populations, l'écologie fonctionnelle et la biologie de la conservation.
Le projet s'articule autour de deux questions de recherche : (1) Quels processus sous-tendent l'assemblage des communautés dunaires et quelle est leur importance relative (filtre par l'habitat, similarité limitante, processus historiques)? (2) Y a-t-il une convergence (corrélation positive) des différentes dimensions de la diversité («hot-spots» de diversité multi-dimensionnelle)? Quelle est l'influence des choix de gestion (e.g., quelle(s) dimension(s) de la diversité prioriser) sur l'identification des priorités de conservation?
Les objectifs de la thèse seront les suivants:
1. caractériser la dynamique spatio-temporelle des communautés végétales dunaires par des approches d'écologie des communautéset fonctionnelle ;
2. caractériser les partons de diversité liés aux processus neutres (migration, dérive et histoire démographique) par des approches de génétique des populations qui serviront de référence pour interpréter les variations spatiales des diversité fonctionnelles et spécifiques au sein des espèces et des communautés;
3. analyser les relations entre la variabilité intra- (génétique et fonctionnelle) et interspécifique (taxonomique et fonctionnelle) et les facteurs environnementaux et leur importance relative dans l'assemblage des communautés et le fonctionnement de l'écosystème;
4. intégrer différentes dimensions de la biodiversité dans les analyses multi-critères pour l'identification et la spatialisation des enjeux et des priorités de conservation.

Présents sur les littoraux de tous les continents, les écosystèmes dunaires sont des milieux complexes et dynamiques abritant une biodiversité singulière[12]. À l'interface entre océan et continent, ils sont soumis à des contraintes environnementales fortes et multiples[13,14], offrant un cadre idéal pour l'étude des processus d'assemblage des communautés végétales. Ceci est d'autant plus nécessaire que ces milieux font l'objet de multiples pressions anthropiques et figurent parmi les plus exposés aux changements globaux. L'étude s'appuiera sur des communautés végétales de l'écosystème dunaire côtier sud-atlantique sont structurées selon des gradients environnementaux agissant sur les dynamiques écologiques et évolutives à des échelles spatio-temporelles différentes (de l'échelle locale à l'échelle régionale) [13, 15 et travaux en cours].
Ce projet combinera des mesures in situ et en laboratoire (collecte de plantes et mesures de traits fonctionnels) avec des analyses in silico. Il bénéficiera de l'implication de l'Office National des Forêts (ONF) et du Conservatoire Botanique National Sud-Atlantique (CBNSA). L'ONF, en charge de la gestion de la dune, pilote l'étude diachronique des végétations dunaires initiée en 1997 (94 sites suivis tous les 6 ans sur les 200 km de côte de Gironde et des Landes) et complétée depuis 2021, par un dispositif de suivi en Charente-Maritime. Le CBNSA est impliqué depuis 2015 dans ce suivi et co-pilote depuis 2016 le projet régional «Sentinelles du Climat» dont l'objectif est d'étudier les effets du changement climatique sur la faune et la flore. Le projet bénéficiera aussi de données déjà acquises par les laboratoires impliqués (composition spécifique des communautés, génotypage de huit espèces, phénotypage partiel de sept espèces - travaux passés et en cours).