La restauration écologique peut-elle améliorer la diversité génétique des espèces végétales à l’échelle mondiale ? – L’écologiste appliqué

Xinzeng Wei nous parle leur récente méta-analyse, menée avec plusieurs collègues, qui a constaté que la restauration écologique n’améliore pas significativement la diversité génétique des espèces végétales par rapport aux populations de référence ou dégradées. Wei et al suggèrent plutôt que l’utilisation de la restauration passive, de l’ensemencement et des sources mixtes pourrait augmenter de manière significative la diversité génétique des populations restaurées.

Le problème

Les perturbations humaines ont entraîné plusieurs conséquences négatives pour les plantes sauvages à travers le monde, notamment une diminution de la diversité génétique intraspécifique, ce qui peut compromettre la survie et la croissance des espèces végétales. La restauration écologique vise à aider à rétablir les populations végétales et a été largement pratiquée dans différents types d’écosystèmes. Cependant, on ne sait toujours pas si et dans quelle mesure la pratique de la restauration écologique a favorisé la diversité génétique des populations végétales.

Dans notre dernier article de recherche dans le Journal d’écologie appliquée, nous avons compilé un ensemble de données mondial, comparant la diversité génétique des populations végétales restaurées avec les populations de référence et les populations les plus dégradées. Plus précisément, nous avons exploré les facteurs sous-jacents soutenant le rétablissement des plantes, tels que les caractéristiques des espèces et les stratégies de restauration.

Résultats:

Diminution de la diversité génétique dans les populations végétales restaurées

Il a été largement reconnu que la restauration écologique joue un rôle important dans l’amélioration de la diversité des espèces, de la diversité fonctionnelle et des services écosystémiques. Cependant, nos résultats globaux révèlent que la diversité génétique est significativement plus faible dans les populations restaurées que dans les populations de référence, et est comparable à celle des populations dégradées. Cela pourrait s’expliquer par le fait que les populations restaurées n’ont peut-être pas capturé suffisamment de diversité génétique des populations sauvages au début des pratiques de restauration. Cela pourrait être dû à des stratégies d’échantillonnage inappropriées ou à des semences commerciales peu fiables.

Effets des caractéristiques des espèces végétales sur le rétablissement de la diversité génétique

La restauration écologique a effectivement amélioré la diversité génétique des espèces herbacées mais pas des espèces ligneuses. Il a également amélioré la diversité génétique dans les écosystèmes des prairies, mais pas dans les écosystèmes forestiers. Nos résultats jettent un nouvel éclairage sur la notion largement répandue selon laquelle la restauration écologique des espèces boisées est généralement plus difficile que celle des espèces herbacées.

Effets des efforts de restauration sur le rétablissement de la diversité génétique

Contrairement à nos attentes, la diversité génétique dans les populations restaurées à l’aide de méthodes actives (par exemple, l’ensemencement et la plantation de semis) est significativement plus faible que dans les populations de référence. La diversité génétique dans les populations où des méthodes passives (par exemple, la régénération naturelle) ont été utilisées n’est pas significativement différente des populations de référence . Cela suggère que les méthodes de restauration passive améliorent considérablement la diversité génétique des populations restaurées par rapport à ces méthodes actives.

Pour les deux principaux types de restauration active, l’ensemencement plutôt que la plantation améliore significativement la diversité génétique des populations restaurées. Nous avons constaté que la diversité génétique est significativement plus faible dans les populations qui ont été restaurées à l’aide de méthodes de « plantation » par rapport aux populations de référence. L’ensemencement direct est une pratique de restauration plus rentable que la plantation de semis et un moyen relativement facile d’augmenter la taille de la population initiale des populations restaurées.

Contrairement aux populations restaurées à l’aide d’une seule population de semis, les populations restaurées à l’aide de semis mélangés provenant de différentes populations donneuses ont montré une diversité génétique similaire aux populations de référence. Par exemple, avoir un mélange de propagules de différentes populations locales s’est avéré être une approche efficace pour améliorer la diversité génétique dans les populations restaurées. Récemment, de plus en plus d’études empiriques ont adopté cette méthode prometteuse.

Cependant, la translocation à grande échelle et le mélange de matériaux provenant de lignées génétiques distinctes peuvent présenter un risque de mauvaise adaptation, de dépression de consanguinité et d’hybridation. L’identification des zones de transfert de semences, des régions dans lesquelles les plantes peuvent être transférées sans presque aucune conséquence négative sur la valeur adaptative de la population, pour les espèces végétales à forte structure génétique, pourrait résoudre ces problèmes.

Recommandations

Il est bien connu que la diversité génétique joue un rôle central dans l’amélioration de la viabilité des plantes individuelles et de la résilience évolutive des populations. Ici, nous avons fait les recommandations suivantes pour l’amélioration de la diversité génétique dans les populations restaurées.

Premièrement, la restauration de la diversité génétique ne doit pas être traitée uniquement comme un co-bénéfice de la restauration écologique, avec d’autres objectifs, mais comme un objectif clé de la restauration écologique future avec des espèces végétales.

Deuxièmement, des stratégies appropriées doivent être adoptées pour améliorer et maintenir la diversité génétique dans les populations restaurées, en réduisant le risque génétique et la consommation des ressources. Lorsque les populations de plantes sauvages sont suffisantes et disponibles, et que les écosystèmes dégradés peuvent être récupérés sans apport humain supplémentaire, la restauration passive, qui présente les avantages de la rentabilité et de l’utilisation d’individus adaptés localement, est prioritaire. Lorsque les conditions ne sont pas adaptées à la restauration passive, une restauration active ou un mélange de restauration passive et active sera nécessaire. Dans cette situation, nos résultats suggèrent que l’ensemencement direct avec un mélange de graines à l’intérieur mais pas entre différentes zones de transfert de graines pourrait augmenter considérablement la diversité génétique dans les populations restaurées.

Troisièmement, les approches génomiques, telles que la génomique des populations, devraient être utilisées pour améliorer l’approvisionnement en semences, l’évaluation et le suivi des efforts de restauration. De plus en plus d’études ont mis en évidence l’importance de la diversité génétique dans l’établissement individuel, la persistance de la population et la récupération des fonctions écosystémiques. Cependant, seules quelques études rapportent des preuves directes d’un lien entre la diversité génétique et la performance des plantes dans les populations restaurées. Les outils génomiques présentent les avantages d’une résolution plus élevée et d’un plus grand pouvoir d’association de la forme physique et de la variation génétique adaptative que les fabricants moléculaires neutres couramment utilisés.

Lisez entièrement l’article, « Impacts de la restauration écologique sur la diversité génétique des espèces végétales : une méta-analyse globale » dans Journal d’écologie appliquée