Etude de l’hybridation inter-spécifique entre espèces du genre Coffea en Nouvelle-Calédonie : distribution des niches favorables et structuration de la diversité - IRD - Institut de recherche pour le développement Access content directly
Theses Year : 2009

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Etude de l’hybridation inter-spécifique entre espèces du genre Coffea en Nouvelle-Calédonie : distribution des niches favorables et structuration de la diversité

Abstract

Coffee trees are originated from inter-tropical forests of Africa and Madagascar and their diversification origin areas are highly threatened. Among the 103 species of the Coffea genus, only three are cultivated: C. arabica, C. canephora and C. liberica. C. canephora has the widest natural distribution in tropical African forests, and its genetic diversity is structured in five distinct groups. The study of the genetic diversity structuring has revealed a particular importance of the Dahomey gap floristic breaking as biogeographic barrier, as well as the past climatic variations on the diversity structuring (model to study the “refuge theory”). A core set of both wild and cultivated (represented in majority by inter-group hybrids) accessions was selected to characterize the introduced diversity in New-Caledonia (since 1856). On introduced New-Caledonian sample, high levels of genetic diversity have been revealed for C. canephora and C. liberica while as expected, low level of diversity has been revealed for C. arabica. These three species (C. liberica to a lesser extent) have been introduced in different regions of New Caledonia for their culture. Because of economical reasons, a lot of traditional coffee plantations have been abandoned during the Second World War, leaving the cultivars to evolve in natural conditions. Inter-specific hybridizations are occurring between coffee species (at a level of 3% according to the study of a tri-specific population) thanks to a removal of reproductive barriers facilitated by particular environmental conditions. An environmental expertise based on the comparisons of environmental conditions between Sarramea region and African origin regions of the three species has underlined the favorable environmental combinations to sympatry and inter-specific hybridizations. Equilibrium between draining and humidity, precipitations sequences and the forest cover are important parameters maintaining a favorable microclimate. The canopy forest study by remote sensing tools has reinforced the predicting distribution model of favorable niches to inter-specific hybridization thanks to the information brought on canopy heterogeneity and large tree crowns and to the spatial resolution improving the detection of micro-habitats. Favorable niches are micro-environments distributed throughout the study area. The question is to underline the preservation of such de novo adapted coffee genetic resources.
Les caféiers sont des arbres ou arbustes natifs des forêts intertropicales d'Afrique, de Madagascar, des Mascareignes et des Comores et leurs aires d'origine ou de diversification sont en forte régression. Parmi les 103 espèces du genre Coffea seules trois sont cultivées : C. arabica, C. canephora et C. liberica. L‟espèce C. canephora est celle du genre qui a la plus grande distribution dans les forêts tropicales africaines, et sa diversité génétique est structurée en cinq groupes bien distincts. L‟étude fine de la structuration de sa diversité génétique a révélé une importance particulière de la rupture floristique du Dahomey gap en tant que barrière biogéographique, ainsi que des variations climatiques du passé sur la structuration de la diversité (modèle d'étude des refuges forestiers du Quaternaire). Une collection de référence (core-collection) de la diversité sauvage et cultivée (représentée par une majorité d'hybrides inter-groupes) a été mise en place pour caractériser la diversité introduite en Nouvelle-Calédonie (depuis 1856). Cette diversité s'est révélée être élevée pour C. canephora et C. liberica et comme attendu, faible pour C. arabica. C. canephora et C. arabica (C. liberica de manière plus anecdotique) ont été introduites un peu partout en Nouvelle-Calédonie pour leur culture. Pour des raisons économiques, beaucoup de plantations traditionnelles ont été abandonnées au moment de la deuxième guerre mondiale, laissant les arbres de caféiers évoluer de manière naturelle. Des hybridations inter-spécifiques se produisent entre ces trois espèces (à hauteur de 3% dans une population tri-spécifique) grâce à une levée de barrières à la reproduction, permise par une conjoncture environnementale particulière. Une expertise environnementale fine, basée sur la comparaison des conditions environnementales entre la région de Sarraméa et les régions d'origine des trois espèces en Afrique, a permis de mettre en exergue les combinaisons environnementales favorables à la cohabitation des espèces et à leur hybridation inter-spécifique. L'équilibre entre drainage et humidité, un régime pluviométrique particulier et la présence d'un couvert forestier, sont des paramètres environnementaux importants qui maintiennent un microclimat favorable. L'étude du couvert forestier par télédétection a permis de renforcer le modèle de prédiction des niches favorables aux hybridations inter-spécifiques grâce à l‟information apportée quant à l'hétérogénéité et la présence de gros arbres dans la canopée ainsi que à l'amélioration de la résolution spatiale qui permet la détection fine de micro-habitats. Les niches favorables sont des micro-environnements répartis dans la région d'étude. Il s‟agit de mettre l‟accent sur la conservation d‟une telle néo-diversité adaptée et de valoriser ce patrimoine naturel.
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Cite

Céline Gomez. Etude de l’hybridation inter-spécifique entre espèces du genre Coffea en Nouvelle-Calédonie : distribution des niches favorables et structuration de la diversité. Biodiversité. Université de la Nouvelle-Calédonie, 2009. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01252685⟩

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