Stage de M2 en écologie végétale
TITRE: Variation de la capacité du transport de l’eau chez le hêtre dans les Pyrénées
DESCRIPTIF
Le changement climatique actuel se traduit par un réchauffement global et une augmentation de l’intensité et de la fréquence des évènements extrêmes (notamment des sécheresses). Dans ce contexte, la biodiversité végétale est impactée, ce qui se traduit notamment par une augmentation de la mortalité des arbres dans les forêts d’Europe (Neumann et al. 2017). La réponse des arbres au stress hydrique dépend de leur capacité à transporter efficacement et de manière continue l’eau des racines aux feuilles (Choat et al. 2018), et à éviter la cavitation (Brodribb & Cochard 2009). Ce phénomène irréversible limite la transpiration, la photosynthèse et in fine la croissance, la reproduction et peut entraîner la mortalité (Bréda et al. 2006). En conséquence, les stress hydriques devraient sélectionner les arbres (individus ou espèces) les plus adaptés à ces conditions, et un trait permettant de moduler la réponse à ce stress (comme la résistance à la cavitation par exemple) devrait varier entre populations d’une même espèce en fonction de l’intensité de ce stress (Wortermann et al. 2011). Quantifier cette réponse chez les arbres est difficile (instrumentation lourde, coûteuse), et le développement d’approches moins invasives est primordial pour faciliter ce travail.
L’objectif du stage sera d’estimer la capacité du transport en eau chez le hêtre (Fagus sylvatica) dans des conditions hydriques variées le long de gradients altitudinaux. Bien que connue pour être une espèce plastique (Wortermann et al. 2011), le changement climatique actuel semble être un facteur déterminant dans l’augmentation de la mortalité du hêtre en France (Taccoen et al. 2022). Au cours de son stage, l’étudiant.e devra :
(1) s’assurer de la faisabilité d’une méthode basée sur la microscopie optique et développée chez l’Eucalyptus (Blackman et al. 2023), qui consiste à calculer le rapport entre la surface du xylème d’un pétiole et du limbe (XLA). Cet indice est négativement corrélé à la vulnérabilité à la cavitation d’une feuille et à la conductivité théorique du xylème du pétiole, et par conséquent est un trait informatif de la réponse des espèces aux stress hydriques. Cette partie inclut la réalisation de coupes de pétioles, leur coloration, montage sur lame, observation au microscope et photo.
(2) de quantifier la surface du xylème et la surface foliaire à partir du traitement des photos acquises à l’étape (1) sous un logiciel adapté (imageJ par exemple), et d’en déduire l’indice XLA.
(3) Puis l’étudiant.e étudiera la variation du XLA le long d’un gradient altitudinal et/ou climatique, ainsi qu’en fonction du stade de développement des individus échantillonnés. Lors de cette étape, l’étudiant.e testera des hypothèses qu’il aura préalablement définies à partir de sa synthèse bibliographique.
Ce stage s’inscrit dans le cadre d’un projet plus global mené par Romain Bertrand au CRBE, cherchant à caractériser et comprendre la réponse éco-évolutive du hêtre aux changements climatiques dans les Pyrénées. 48 sites ont été échantillonnés au cours de l’été 2025 le long de 12 gradients altitudinaux (allant des Pyrénées Atlantiques aux Pyrénées Orientales). Parmi les données collectées (composition en espèces, dendrométrie, génomique, …), les feuilles de 6 hêtres (3 feuilles par arbre) ont été échantillonnées sur chaque site. Ce sont sur ces feuilles que l’étudiant.e réalisera les analyses.
Références :
Blackman C.J., Halliwell B., Hartill G.E. & Brodribb T.J. (2024). Petiole XLA (xylem to leaf area ratio) integrates hydraulic safety and efficiency across a diverse group of eucalypt leaves. Plant, Cell & Environment, 47, 49–58. https://doi.org/10.1111/pce.14713
Bréda N., Huc R., Granier A., & Dreyer E. (2006). Temperate forest trees and stands under severe drought: a review of ecophysiological responses, adaptation processes and long-term consequences. Annals of forest science, 63(6), 625-644. https://doi.org/10.1051/forest:2006042
Brodribb T. J. & Cochard H. (2009). Hydraulic failure defines the recovery and point of death in water-stressed conifers. Plant physiology, 149(1), 575-584. https://doi.org/10.1104/pp.108.129783
Choat B., Brodribb T.J., Brodersen C.R. et al. (2018). Triggers of tree mortality under drought. Nature, 558, 531–539. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0240-x
Neumann M., Mues V., Moreno A., Hasenauer H. & Seidl R. Climate variability drives recent tree mortality in Europe. Global Change Biology, 23, 4788–4797. https://doi.org/10.1111/gcb.13724
Taccoen A. et al. (2022). Climate change-induced background tree mortality is exacerbated towards the warm limits of the species ranges. Annals of Forest Science, 79(1), 23.
Wortemann R., Herbette S., Barigah T.S. et al. (2011). Genotypic variability and phenotypic plasticity of cavitation resistance in Fagus sylvatica L. across Europe. Tree physiology, 31(11), 1175-1182. https://doi.org/10.1093/treephys/tpr101
PROFIL RECHERCHÉ
Ce stage s’adresse à des étudiant.e.s en Master ayant des connaissances en écologie végétale et évolutive désirant étudier la réponse éco-physiologique d’une espèce d’arbre aux variations climatiques.
Ce stage implique du travail en laboratoire (coupe, coloration, microscopie, photo), du traitement d’image (sous imageJ par exemple), et d’analyses de données sous R (modèles linéaires généralisés, manipulation de données, …), et par conséquent nécessite motivation et expériences dans ces domaines.
DESCRIPTION DES CONDITIONS ET DE L’ENCADREMENT
Le stage sera encadré par Romain Bertrand (chercheur au CRBE ; romain.bertrand2[at]utoulouse.fr) et Julien Lamour (post-doctrant au CRBE ; julien.lamour[at]utoulouse.fr). L’étudiant.e pourra bénéficier d’un encadrement/formation à la microscopie par le plateau technique d’imagerie et microscopie du CRBE.
Durée du stage : 5 mois de février à juin 2026 (ou 6 mois avec une fin de stage en juillet 2026)
Laboratoire ou structure d’accueil : Le stage s’effectuera à l’Université de Toulouse, au Centre de Recherche sur la Biodiversité et l’Environnement (CRBE) UMR 5300, Université de Toulouse, CNRS, IRD, 118 route de Narbonne, 31062 Toulouse, France
Conditions : stage rémunéré selon la grille de gratification prévue par la loi.
Pour candidater (ou pour toute question) : merci d’adresser par mail un CV, accompagné d’une lettre
de motivation à romain.bertrand2[at]utoulouse.fr, le message aura pour objet « Candidature stage M2 – hêtre ». Audition des candidat.e.s au fur et à mesure de la réception des candidatures.
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