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Histoire de la flore alpine

Histoire de la flore alpine. Philippe Choler, Université de Grenoble. Introduction. Une recherche sous forme d'enquête l'inférence plutôt que la preuve expérimentale Un exercice de biologie évolutive et d'écologie historique une biologie des causes 'ultimes' Une biologie de la diversité

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Histoire de la flore alpine

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Presentation Transcript

  1. Histoire de la flore alpine Philippe Choler, Université de Grenoble

  2. Introduction • Une recherche sous forme d'enquête • l'inférence plutôt que la preuve expérimentale • Un exercice de biologie évolutive et d'écologie historique • une biologie des causes 'ultimes' • Une biologie de la diversité • diversité des formes de vie, diversité des climats

  3. Différentes histoires entremêlées Histoire géologique orogenèses - tectonique des plaques... Histoire des climats par ex. glaciations Histoire du vivant phylogénie - spéciation biogéographie Histoire des activités humaines écologie des perturbations

  4. La flore alpine étage ALPIN pelouses landes arbres et arbustes prostrés (zone de combat) forêt clairsemée étage SUBALPIN forêt dense

  5. Relation altitude- richesse spécifique Himalaya Plantes vasculaires Plantes vasculaires Bryophytes Lichens Scandes

  6. Limites altitudinales de l'étage alpin

  7. Un déterminisme thermique isotherme 10°C en Juillet

  8. Pelouses (ou toundras) alpines

  9. Toundra arctiques

  10. Comparaison arctique - alpin Alpes suisses Côte nord de l'Alaska

  11. L'empire floristique Holarctique + empire Néarctique empire Paléarctique 42% des terres émergées

  12. Quelques exemples de distribution d'espèces alpines Holarctique Elyne queue de souris

  13. Quelques exemples de distribution d'espèces alpines Holarctique Dryade

  14. Quelques exemples de distribution d'espèces alpines Holarctique Airelle rouge

  15. La flore orophile européenne Scandes ≈ 250 Carpates ≈ 265 Alpes ≈ 950 Pyrénées ≈ 575 Dinarides / Balkans ≈ 540 Photos: http://www2.ujf-grenoble.fr/vega/

  16. La flore orophile européenne Les espèces de haute latitude ont des aires de répartitions beaucoup plus larges que dans les montagnes tempérées Richesse Indice de rareté Données de l'Atlas Flora Europaeae (Jalas and Suominen, 1972-1996; Jalas & al.,1996) à une résolution d'environ 50 x 50 km. 501 espèces/ ss. espèces arctiques- alpines ont été retenues D’après Väre & al. in Nagy,Grabherr,Körner & Thompson 2003

  17. Histoire de la flore alpine 1. L'origine des flores orophiles

  18. L'émergence des Angiospermes dans les flores du Tertiaire Nombre moyen d ’espèces dans les paléoflores Jurassique Crétacé Plantes à fleurs (Angiospermes) Millions d ’années 215 145 65 D’après Stewart & Rothwell, 1994

  19. Localisation des premiers gisements d ’Angiospermes POTOMAC ISRAEL ? GABON-CONGO PATAGONIE Laurasie Téthys Gondwana Crétacé Inférieur (130 ma)

  20. Le climat depuis le Tertiaire Principale phase de surrection du plateau tibétain (13 - 7 MA) dans un contexte de péjoration climatique Premières Composées Premières Graminées Début de surrection du plateau tibétain Phases de glaciation de l'Antarctique

  21. La terre à l'optimum thermique de l'Eocène (50 MA) Paléoflore arcto-Tertiaire

  22. La terre lors du refroidissement tardi-Miocène (10 MA) surrection des reliefs himalayens sous un climat subtropical mais marqué par une xéricité croissante Détroit de Drake -> courants circum antarctique

  23. Reconstitutions paléo topographiques Oligocène 30 MA • En Eurasie, les hauts reliefs • apparaissent d'abord en Himalaya. • Il n'y a pas de reliefs "conséquents" dans les Alpes avant 10-15 MA Miocène 10 MA

  24. Les montagnes d'Asie. "Berceau" des flores orophiles Holarctiques ?

  25. Diversité spécifique dans le genre Primula D’après Pax & Knuth, 1905

  26. Diversité spécifique dans le genre Astragalus D’après Meusel,Jäger et Weinert, 1965

  27. Histoire des Ancolies (Aquilegia) Aquilegia Isopyrum

  28. Histoire des Soldanelles (Soldanella) Genre endémique du Système Alpin, mais proche de deux genres asiatiques (Omphalogramma et Bryocarpum)

  29. Histoire des Soldanelles La diversification du groupe est probablement très récente (Fin du tertiaire-Quaternaire)

  30. L'Asie: berceau des flores orophiles Holarctiques ? Des arguments très forts pour plusieurs genres "emblématiques" de la flore alpine Primula, Gentiana, Pedicularis, Astragalus, Kobresia, Saussurea...

  31. Histoire de la flore alpine 2. L'impact des glaciations du Quaternaire

  32. Les fluctuations thermiques du Quaternaire Durant le dernier MA, la périodicité de 100 000 ans est très marquée.

  33. Les glaciations du Pleistocène tardif Landos MIS11 Holsteininen MIS5e Eémien (130 110 kyr) Homme de Néanderthal

  34. L'étude des pollens Fagus Abies Corylus Haute Loire. 1208m. Lac de cratère.

  35. La séquence palynologique du Lac Bouchet (Velay) Holsteinien (-430 000) Landos (-340 000) Eémien (-130 000) Holocène D'après De Beaulieu, 2003

  36. La végétation de l'Europe depuis le dernier maximum glaciaire (LGM) Maximum glaciaire Dryas récent D'après Adams, 2001

  37. Distribution des toundras alpines au LGM (Late Glacial Maximum)

  38. Refuges potentiels dans les Alpes Central alpine refugia (nunataks) Snow line Ice sheet Calcareous peripheral refugia Siliceous peripheral refugia From Schönswetter et al., Molecular Ecology, 2005.

  39. Deux hypothèses sur les survivances glaciaires • L'hypothèse des Nunataks • des populations ont pu se maintenir très localement dans les régions englacées • L'hypothèse Tabula rasa • toutes les populations actuelles ont recolonisé à partir de zones refuges situées à distance des régions englacées

  40. Hypothèse des Nunataks Isla Persica. Massif de Bernina

  41. Diversité génétique chez Eritrichum nanum Distribution sur l'arc alpin Alpes pennines Alpes rhétiques Alpes lepontiques D'après Stehlik et al., 2000

  42. Diversité génétique chez Campanula barbata High diversity Low diversity

  43. Refuges est-alpins pour la flore silicicole Rottenmanner Tauern Wöhlzer Tauern Hohe Tauern Hohe Tauern Packalpe Koralpe Seetaler Alpen Limite probable de l’extension maximale des glaces au Würm dans l'est des Alpes

  44. Histoire de la flore alpine 3. Impact des activités humaines

  45. Séquence pollinique du Lac Lauzon (Dévoluy)

  46. Histoire Quaternaire du Plateau du Taillefer Le Sapin remplace les Pins dans les forêts de versant et arrivée du hêtre Développement des forêts de Pins sur le plateau L'Epicéa remplace le Sapin dans les forêts de versant Disparition anthropique des forêts de Pins sur le plateau D'après Tessier & al., 1993

  47. Quelques marqueurs polliiniques des activités anthropiques "explosion" des Quercus Céréales Plantago lanceolata "explosion" de Picea D'après Burga, 1997

  48. Une extension généralisée des systèmes prairiaux en altitude une riche biodiversité liée à des pratiques agropastorales "traditionnelles" (fauche, troupeaux bien gardés...)

  49. mais aussi une banalisation de la flore dans les situations "mal gérées" - par "eutrophisation" de pelouses oligotrophes - par érosion des versants

  50. Histoire de la flore alpine Conclusion. Quel futur pour la flore alpine ?

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