Origine et rôle de la diversité génétique adaptative pour la vulnérabilité des forêts de hêtres au changement climatique – ADAPTBEECH

La maladaptation due au changement climatique (CC) est une des plus grandes menaces pour la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes. La plupart des espèces présentent une large diversité génétique au sein et entre populations, pourtant nous ignorons encore comment cette diversité préexistante contribuera aux futures adaptations au CC. Cette question est particulièrement importante pour les espèces longévives, telles que les arbres forestiers, car leur adaptation temporelle reposera en grande partie sur la variation génétique permanente. L’objectif principal de ce projet est d’approfondir notre compréhension de l’origine de la diversité génétique adaptative et de modéliser ses conséquences pour la persistance des espèces au CC. Notre hypothèse de travail est que les flux de gènes et la sélection variant dans l’espace – à travers l’hétérogénéité environnementale – sont des facteurs clés de la diversité génétique intra-populationnelle et qu’une telle diversité améliorera l’adaptation des populations en facilitant l’échange d’allèles favorables aux climats futurs. Pour tester notre hypothèse, nous proposons de : [Work package 1] utiliser les données issues de tests de provenance pour quantifier l'impact de l'hétérogénéité environnementale sur la variation génétique des traits quantitatifs et, par conséquent, sur le potentiel évolutif des populations, à travers l'aire de répartition des espèces. [Work package 2] Évaluer le décalage adaptatif actuel des populations en analysant les compromis entre croissance et résistance aux stress abiotiques. [Work package 3] Développer des modèles de vulnérabilité génétique et d’aire de répartition tenant compte de la variation intraspécifique et des effets d’atténuation offerts par les flux de gènes pour améliorer notre prédiction des réponses des espèces au CC. Nous nous focaliserons sur une espèce d’arbre dominante en Europe, le hêtre commun (Fagus sylvatica), particulièrement menacée par le réchauffement climatique en cours. Pour mener à bien ce projet, nous (1) bénéficierons des vastes ressources existantes pour l’espèce étudiée, notamment un réseau de test de provenance à travers l'Europe et des séquences génomiques de référence de haute qualité, (2) générerons de nouvelles données pour des caractères liés à la valeur sélective dans des jardins communs établis, et (3) adapterons des modèles existants pour combiner données génomiques, phénotypiques et environnementales. Notre projet repose sur des résultats préliminaires solides validant ses principaux prérequis et sur un réseau de collaborateurs aux expertises complémentaires, de l'écologie évolutive à l'écophysiologie des arbres et à la modélisation écologique. ADAPTBEECH fournira des informations cruciales sur les mécanismes contribuant au maintien de la diversité génétique potentiellement adaptative au sein des populations naturelles de hêtre et sur son impact sur la persistance de cette espèce en climat futur. Il mettra notamment en évidence comment des données existantes issues de tests de provenance peuvent aider à comprendre les moteurs de la variation génétique au sein des populations (WP1). Cette étude sera la première à évaluer la (mal)adaptation locale dans un cadre multi-caractères, en considérant à la fois les traits de croissance et de résistance aux stress (WP2). Ce projet développera également un nouveau cadre pour prédire la vulnérabilité génétique tout en tenant compte de la diversité intraspécifique (WP3). Nos résultats aideront à évaluer le besoin et l'efficacité des programmes de flux de gènes assistés. Ils renseigneront notamment sur la composition génétique idéale des populations de hêtres en climat futur et permettront d’identifier de sites cibles pertinents pour les flux de gènes assistés.