In 2015 le Centre d'excellence pour la biologie des invasions à l'Université de Stellenbosch a tenu un atelier Dynamique évolutive des invasions d'arbres : moteurs, dimensions et implications pour la gestion. Le résultat est le AoB PLANTS Probleme special: Dynamique évolutive des invasions d'arbres, édité par Heidi Hirsch, Johannes J. LeRoux et David M. Richardson.
Au cœur se trouve un casse-tête simple mais insuffisamment documenté. Comment les espèces d'arbres envahissantes évoluent-elles lorsqu'elles se déplacent dans de nouvelles zones ?. Les articles en libre accès de ce numéro contribuent à combler ce manque de connaissances.
Le Introduction au numéro spécial : Invasions d'arbres : vers une meilleure compréhension de leurs dynamiques évolutives complexes par Heidi Hirsch, David M. Richardson et Johannes J. Le Roux, ouvre le débat en expliquant pourquoi il faut étudier particulièrement arbres comme cas particulier. Ils soulignent que l'étude des annuelles herbacées est beaucoup plus simple en raison de la durée de vie des plantes. C'est vrai, mais la longévité des arbres, ainsi que le fait qu'ils soient introduits dans le monde entier à des fins diverses, signifient que les arbres sont un problème qui doit faire l'objet de recherches. Ceci est particulièrement important lorsque les arbres s'échappent d'un contexte forestier vers la nature. Ils identifient les mécanismes évolutifs qui contribuent au fait qu'une espèce devienne envahissante ou non, que d'autres articles du numéro explorent.
Miller et al. demander: Le succès de l'invasion des arbres australiens est-il influencé par leur biogéographie native, leur histoire phylogénétique ou les deux ? La raison pour laquelle la question est importante est que le caractère envahissant d'un arbre pourrait dépendre de l'environnement dont il provient. Les invasions pourraient donc être repérées avant qu'elles ne se produisent en identifiant certaines espèces comme ayant des histoires évolutives spécifiques qui les prédisposent à devenir envahissantes en dehors de leur aire de répartition.
Gaskin regarde Le rôle de l'hybridation dans la facilitation de l'invasion des arbres. Étudiant Eucalyptus et Acacias, il note: Ce que nous ne savons pas sur les arbres envahissants hybrides limite notre capacité à contrôler l'invasion dans son ensemble. L'hybridation apporte une variété de gènes qui peuvent augmenter la diversité génétique des plantes envahissantes. Avec cette diversité vient l'adaptabilité nécessaire à l'invasion.
Ce ne sont pas seulement les choses qui viennent d'Australie qui posent problème. Besnard et Cuneo prennent Une perspective écologique et évolutive sur l'invasion parallèle de deux arbres compatibles entre eux en examinant les invasions parallèles d'olives en Australie. Ils concluent : Dans le contexte australien, il existe une valeur culturelle intrinsèque accordée à l'identité paysagère, qui est largement dominée par l'eucalyptus sous sa myriade de formes, soit comme une grande forêt, un enclos isolé ou des silhouettes distinctives sur une ligne de crête. Comprendre la biologie et parvenir à un contrôle efficace des espèces ligneuses envahissantes telles que les olives européennes et africaines consiste à conserver la fonction de l'écosystème, mais aussi à conserver les forêts d'eucalyptus, un élément central de l'identité paysagère australienne.
Trois articles examinent l'évolution rapide des arbres. Hirsch et al. trouver Les populations non indigènes d'un arbre envahissant surpassent leurs congénères indigènes. Ils concluent qu'un changement dans les traits post-germination s'est probablement produit chez les non-indigènes. Ulmus pumila populations, donnant aux envahisseurs un meilleur départ dans la vie. Une augmentation rapide de la croissance et de la productivité peut favoriser les invasions par un arbre non indigène dit Zenni et al. qui trouvent que le climat a un rôle clé à jouer dans l'évolution rapide. Siemann et al. conduire Un test expérimental de l'hypothèse EICA dans plusieurs gammes : les populations envahissantes surpassent celles de la gamme indigène indépendamment de la suppression des insectes herbivores.
Cinq articles abordent l'importance d'un second génome, associé aux partenaires microbiens des envahisseurs.
Dickie et al. voir un Perte de diversité fonctionnelle et de modularité du réseau dans les symbioses plantes-champignons introduites. Les symbiotes mycorhiziens des arbres sont également en compétition pour les ressources, et ces organismes, introduits dans un lieu, peuvent être moins efficaces pour fournir des nutriments aux plantes que les espèces indigènes.
Il pourrait sembler qu'il serait avantageux pour une espèce d'arbre envahissante d'accueillir tous les symbiotes volontaires, même les indigènes. Cependant, Klock et al. argumenter L'envahissement différentiel des plantes n'est pas toujours motivé par la promiscuité de l'hôte avec des symbiotes bactériens. Ils constatent que les Acacias de Californie se sont établis à des degrés divers, mais que tous sont des hôtes accueillants pour les champignons.
Le Roux et al. examiner La structure des réseaux d'interaction légumineuses-rhizobium et leur réponse aux invasions d'arbres En utilisant des approches de réseau d'interaction phylogénétique et écologique, ils fournissent le premier rapport sur la structure des réseaux souterrains d'interaction légumineuses-rhizobium et comment ils changent le long d'un gradient d'invasion (sites non envahis, semi-envahis et fortement envahis) par les espèces australiennes d'Acacia dans le Cape Floristic en Afrique du Sud. Région. En contraste frappant avec les réseaux d'interaction aériens (par exemple la pollinisation et la dispersion des graines), ils montrent que les légumineuses envahissantes n'infiltrent pas les réseaux existants de légumineuses indigènes et de rhizobium, mais forment plutôt de nouveaux modules. Cette absence de chevauchement mutualiste entre les légumineuses indigènes et envahissantes suggère l'importance des complexes d'espèces de rhizobium-acacia co-envahissantes pour le succès de l'invasion d'Acacia, et plaide contre un rôle omniprésent dans la formation et le raffinement évolutif de nouvelles interactions.
Cette idée d'amener un partenaire est explorée plus en détail par Burgess et al. en Invasions d'arbres et biosécurité : dynamique éco-évolutive des champignons auto-stoppeurs. Ils constatent que lorsqu'un arbre envahisseur s'appuie sur un mutualisme fongique pour survivre dans le nouvel environnement, il y a une probabilité fondamentalement plus faible que l'arbre ou le champignon établisse de nouvelles associations. En revanche, les auto-stoppeurs parasites pourraient simplement utiliser leurs plantes hôtes pour se déplacer dans le paysage et s'établir sur de nouveaux hôtes (changements d'hôtes). Ils concluent qu'il est important pour la conservation de la biodiversité de comprendre le potentiel des champignons non indigènes cachés à former de nouvelles associations d'hôtes dans un nouvel environnement.
Crous et al. regarde aussi comment Le déséquilibre écologique entraîne l'accumulation d'insectes nuisibles et d'agents pathogènes dans les arbres non indigènes. Que se passe-t-il lorsque les arbres ont été séparés de leurs ennemis naturels (c'est-à-dire les insectes et les agents pathogènes). Ils constatent que les insectes indigènes semblent beaucoup plus susceptibles d'étendre leurs habitudes alimentaires sur des arbres hôtes non indigènes que les agents pathogènes indigènes, bien qu'ils soient généralement moins dommageables.
Les derniers facteurs examinés par le numéro spécial sont l'épigénétique et la plasticité phénotypique dans l'article de Zimmermann et al. Évaluation expérimentale des facteurs médiant la naturalisation d'un arbre envahissant à l'échelle mondiale sur les plaines côtières sablonneuses : une étude de cas au Brésil. Cette étude visait à identifier les traits qui permettent à l'arbre exotique Casuarina equisetifolia surmonter les obstacles à la survie et à la reproduction et se naturaliser sur les plaines côtières sablonneuses. La persistance à long terme des graines dans le sol, de larges exigences de germination (conditions de température et d'éclairage) et la capacité de survivre dans une large gamme d'intensité lumineuse favorisent sa naturalisation. Cependant, C. équisetifolia n'a pas toléré le stress hydrique et l'ombre profonde, qui limitent son potentiel de naturalisation sur la plaine côtière sablonneuse.
Zéni et al. rassemblez les différents sujets en un seul examen pour le problème : Dynamique évolutive des invasions d'arbres : compléter le cadre unifié des invasions biologiques. Ils notent l'importance de la dynamique évolutive, car un vaste corpus de recherches suggère que les populations envahissantes subissent souvent une divergence phénotypique et écologique par rapport à leurs sources d'origine. L'évolution opère également à des stades différents et distincts au cours du processus d'invasion. Il est important d'incorporer le changement évolutif dans les cadres des invasions biologiques car cela nous permet de conceptualiser comment ces processus peuvent faciliter ou entraver le succès de l'invasion.
Tous les articles du numéro sont en libre accès. Vous pouvez ramasser Dynamique évolutive des invasions d'arbres à partir de AoB PLANTS.
