Utilisation des herbiers pour étudier les variations de traits fonctionnels des plants du Sahel à l’aide de la spectrométrie infra rouge.

Problématique et objectifs du stage
La compréhension de la dynamique des écosystèmes africains due aux impacts des différents changements globaux (changement climatique, d’usage des terres, augmentation du CO2 atmosphérique, etc.) est primordiale pour prédire les évolutions futures de ces écosystèmes et proposer une gestion adaptée. Les traits fonctionnels sont de plus en plus utilisés dans les études des écosystèmes. Un trait fonctionnel est une caractéristique morphologique, phénologique ou physiologique mesurable à l’échelle de l’individu qui est liée à la survie, à la croissance et à la reproduction de cet individu (Violle et al. 2007). Ces traits fonctionnels permettent de comprendre l’assemblage des communautés (McGill et al. 2006) et aussi de comprendre les liens entre la structure des communautés et le fonctionnement des écosystèmes et donc des services écosystémiques qu’ils sont susceptibles de rendre (de Bello et al. 2010). Ces traits peuvent être mesurés sur le terrain ou obtenus dans des bases internationales (Kattge et al. 2011). Cependant pour de nombreuses espèces, en particulier en Afrique, les valeurs de traits sont manquantes et limitent la valorisation des relevés botaniques déjà existants (comme ceux de la base Flotrop, Daget 1995). La combinaison des traits et des relevés botaniques peut être utilisée pour calculer des indices de diversité fonctionnelle et permettrait de comprendre les changements d’espèces dans les communautés végétales et leur impact sur le fonctionnement des écosystèmes (variabilité interspécifique). De plus les trais varient au sein d’une même espèce. La compréhension de cette variabilité intraspécifique permettrait d’identifier les réponses des différents individus et différentes espèces aux changements globaux.
La variabilité interspécifique et intraspécifique des traits fonctionnels des plantes pourrait être évaluée à partir des herbiers. Beaucoup d’espèces sont en effet conservées dans des herbiers ce qui permettra de caractériser la variabilité interspécifique des traits. Par ailleurs, dans les herbiers nous trouvons de nombreux échantillons d’une même espèce, récupérés à des dates et des lieux très variées et donc de larges gradients écologiques.
Quelques études récentes ont montré des utilisations d’herbiers pour estimer des traits fonctionnels. À partir de planches ou d’images, certains traits peuvent être estimés comme la forme de vie (rosette, érigée, etc.), la taille de l’individu (hauteur végétative ou reproductive), le stade phénologique (fleur, fruit, végétatif) (Ouédraogo et al. 2016). D’autres traits peuvent être aussi mesurés comme la surface des feuilles et la teneur en différents composés (azote, carbone, métabolites secondaires, etc.) (Verstraete et al. 2015) mais nécessite une manipulation des échantillons voir une destruction des échantillons. Cette destruction est une limitation forte dans l’utilisation des herbiers. La mise au point d’un protocole de mesure non destructif de ces traits via les herbiers serrait un outil très performant.
Les objectives de ces stages sont :
– De comparer les mesures de traits prises en frais (mesures effectuées en 2017 et des mesures de traits prises sur des herbiers
-De tester l’intérêt de la technologique en SPIR pour prédire ces valeurs de traits sur les échantillons d’herbiers.
– Dans le cas d’un stage de 6 mois, d’effectuer des mesures en SPIR sur les échantillons de l’herbier ALF du CIRAD pour évaluer les variations intraspécifique des traits fonctionnels.
Programme proposé et déroulement du stage
1. Étude bibliographique sur les traits fonctionnels et la spectrométrie en proche infrarouge.
2. Effectuer des mesures à l’aide de la spectrométrie en proche infrarouge pour un ensemble d’échantillons mis en herbier en 2016 pour lesquels des données de traits ont été mesurées en parallèle sur le terrain.
3. Effectuer des mesures directes et destructives des planches (surface et masse des feuilles
4. Comparer les valeurs de traits issus du terrain et celles mesurer sur les planches d’herbiers ; Relier les spectres issus du SPIR avec les mesures de traits sur les planches et les mesures effectuées sur le terrain.
5. (Dans le cadre d’un stage de 6 mois, effectuer des mesures de SPIR sur des échantillons de l’herbier ALF puis étudier les variations intraspécifiques des traits fonctionnelles).
6. . Finalisation de la rédaction du rapport..

Durée et période de séjour souhaitée 3 à 6 mois entre Février et Septembre 2018

Profil requis
1. Niveau master (M1 ou M2)
2. Connaissances/expériences dans l’analyse des traits fonctionnels des végétaux et dans le travail de laboratoire.
3. Une capacité d’intégration au sein d’une équipe de travail très diversifiée,
4. Une aptitude au travail de laboratoire et dans des collections d’herbiers.
5. Indemnités de stage :
6. Oui, 554 €/mois pour 22 jours travaillés + Accès à la cantine du CIRAD avec la prise en charge patronale.

Structure d’accueil :
CIRAD – UMR SELMET Montpellier
Maître(s) de stage (nom et fonction) :
Simon TAUGOURDEAU, Écologue des pâturages, SELMET (Dakar)
Denis BASTIANELI, Zootechnicien Spécialiste en SPIR (Montpellier)

Envoyer un CV et une lettre de motivation à [email protected]

Références

Daget, P. (1995).  » FLOTROP », une base de données agropastorales sur l’Afrique tropicale au CIRAD-EMVT. Site OJS test= http://remvt-journal. cirad. fr 48, 281-282.
de Bello, F., Lavorel, S., Diaz, S., Harrington, R., Cornelissen, J. H. C., Bardgett, R. D., Berg, M. P., Cipriotti, P., Feld, C. K., Hering, D., da Silva, P. M., Potts, S. G., Sandin, L., Sousa, J. P., Storkey, J., Wardle, D. A., and Harrison, P. A. (2010). Towards an assessment of multiple ecosystem processes and services via functional traits. Biodiversity and Conservation 19, 2873-2893.
Kattge, J., Diaz, S., Lavorel, S., Prentice, C., Leadley, P., Bonisch, G., Garnier, E., Westoby, M., Reich, P. B., Wright, I. J., Cornelissen, J. H. C., Violle, C., Harrison, S. P., van Bodegom, P. M., Reichstein, M., Enquist, B. J., Soudzilovskaia, N. A., Ackerly, D. D., Anand, M., Atkin, O., Bahn, M., Baker, T. R., Baldocchi, D., Bekker, R., Blanco, C. C., Blonder, B., Bond, W. J., Bradstock, R., Bunker, D. E., Casanoves, F., Cavender-Bares, J., Chambers, J. Q., Chapin, F. S., Chave, J., Coomes, D., Cornwell, W. K., Craine, J. M., Dobrin, B. H., Duarte, L., Durka, W., Elser, J., Esser, G., Estiarte, M., Fagan, W. F., Fang, J., Fernandez-Mendez, F., Fidelis, A., Finegan, B., Flores, O., Ford, H., Frank, D., Freschet, G. T., Fyllas, N. M., Gallagher, R. V., Green, W. A., Gutierrez, A. G., Hickler, T., Higgins, S. I., Hodgson, J. G., Jalili, A., Jansen, S., Joly, C. A., Kerkhoff, A. J., Kirkup, D., Kitajima, K., Kleyer, M., Klotz, S., Knops, J. M. H., Kramer, K., Kuhn, I., Kurokawa, H., Laughlin, D., Lee, T. D., Leishman, M., Lens, F., Lenz, T., Lewis, S. L., Lloyd, J., Llusia, J., Louault, F., Ma, S., Mahecha, M. D., Manning, P., Massad, T., Medlyn, B. E., Messier, J., Moles, A. T., Muller, S. C., Nadrowski, K., Naeem, S., Niinemets, U., Nollert, S., Nuske, A., Ogaya, R., Oleksyn, J., Onipchenko, V. G., Onoda, Y., Ordonez, J., Overbeck, G., Ozinga, W. A., et al. (2011). TRY – a global database of plant traits. Global Change Biology 17, 2905-2935.
McGill, B. J., Enquist, B. J., Weiher, E., and Westoby, M. (2006). Rebuilding community ecology from functional traits. Trends in Ecology & Evolution 21, 178-185.
Ouédraogo, D.-Y., Stoffelen, P., Doucet, J.-L., Dainou, K., Beeckman, H., and Fayolle, A. (2016). The reproductive phenology of central African tree species: combining field observations and herbarium records. In « 53rd Annual Meeting of the Association for Tropical Biology and Conservation, » Montpellier, France.
Verstraete, B., Janssens, S., and Stoffelen, P. (2015). Chronological analysis of functional traits of rainforest tree species in Central African biosphere reserves.
Violle, C., Navas, M.-L., Vile, D., Kazakou, E., Fortunel, C., Hummel, I., and Garnier, E. (2007). Let the concept of trait be functional! Oikos 116, 882-892.

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