Dynamique éco-évolutive en réponses aux changements globaux : impact du potentiel de régénération sur la trajectoire démographique à la limite sud d’une espèce boréale transcontinentale

1. Résumé du projet

Le biome circumboréal se réchauffe deux fois plus rapidement que la moyenne globale, or plus du deux tiers du territoire québécois est en milieu boréal. Le Québec doit donc se préparer à une altération majeure de sa biodiversité et devra rapidement identifier des solutions efficaces pour aménager et conserver sa forêt boréale en tenant compte des changements globaux. On présume généralement que le maintien des populations naturelles face aux changements climatiques dépend de leur capacité à migrer vers les environnements nouvellement favorables ou à s’adapter localement aux nouvelles conditions écologiques. Ces réponses sont largement déterminées par la dynamique écologique et évolutive des populations en marge des aires de répartition. Or, des connaissances détaillées sur ces processus complexes manquent toujours cruellement en milieu boréal, particulièrement à la limite sud des espèces, là où les populations sont les plus à risque d’extinction par le réchauffement du climat. Ces populations pourraient toutefois exhiber des adaptations locales qui contribuent à la persistance des espèces à la marge chaude de leur enveloppe climatique. L’objectif du projet est d’évaluer le rôle de certains traits écophysiologiques adaptatifs reliés au potentiel de régénération pour le maintien des populations de pin gris de la formation de Kamouraska, situées à la marge chaude de répartition transcontinentale de l’espèce, dans un contexte de réchauffement climatique. Spécifiquement, le projet vise à 1) comparer le degré de sérotinisme et la valeur adaptative des semences des populations de la limite sud avec les populations boréales ; 2) identifier les facteurs environnementaux associés à la variabilité de ces traits écophysiologiques ; 3) évaluer si le potentiel de régénération influence la structure des peuplements et la trajectoire démographique du pin gris dans ses populations méridionales. Une vingtaine de populations marginales seront comparées avec un nombre équivalent au coeur de la forêt boréale pour tester l’hypothèse voulant que les individus des populations marginales aient des phénotypes bien adaptés à un long cycle de feu dans cette région au climat peu propice aux incendies. Si tel est le cas, on devrait observer un faible degré de sérotinisme, menant à une structure des peuplements inéquienne, incluant des plantules en régénération. Le degré de sérotinisme et la valeur adaptative des semences ne devraient pas varier avec l’âge des arbres/cônes matures ou la hauteur des cônes sur l’arbre. La température d’ouverture des cônes au laboratoire devrait être plus basse pour les peuplements marginaux que boréaux. Cette recherche mettra en lumière l’importance relative de certaines adaptations endémiques permettant le maintien des populations à leur limite climatique chaude. Le Québec se doit de demeurer un acteur mondial de premier plan dans la recherche en milieu boréal. Les activités proposées dans le projet de recherche fourniront des connaissances essentielles pour guider les efforts de conservation et de gestion stratégique du patrimoine écologique et génétique sur le territoire québécois. La recherche proposée contribuera à l’avancement des connaissances scientifiques globales et aura une incidence sur l’orientation des courants de pensée et sur les activités de recherche en écologie et en évolution.