Evolutionary history of the tropical fruit tree species Dacryodes edulis : conservation and sustainable management implications
Histoire évolutive de l’arbre fruitier Dacryodes edulis : implications pour sa conservation et sa gestion durable
Résumé
In tropical forest ecosystems, humans have always benefited from useful plant species, whether as a source of food, fiber, fuel, or medicine. Among these forest products, some of them have been progressively cultivated. This is the case of the African plum tree (Dacryodes edulis, Burseraceae), an emblematic fruit tree of Central Africa. This PhD thesis addresses different aspects of the dynamics of the cultivated diversity of African plum trees via an interdisciplinary approach using population genetics and ethnoecology. The first part focuses on the evolutionary history of African plum tree; the second on the cultivation and management practices of the species by different ethnic groups in Cameroon. The third part, bringing together the two disciplines, aims to understand the influence of these different practices on the genetic diversity of the species.Over its distribution area, the genetic diversity of African plum trees is structured into three main groups. Geographically, the most extensive, which also presents an internal substructure, covers populations of Cameroon and North Gabon. The other two are located at its range margins, in Nigeria and the Democratic Republic of Congo. A historical barrier is suggested on either side of the meteorological equator. These patterns of intra-specific genetic diversity distribution might reflect the impact of Quaternary glaciation events rather than the one of species cultivation. Finally, the sharing of haplotypes between D. edulis and other sympatric congeneric species suggests that inter-specific gene flow can occur.An ethnoecological approach in different African plum production areas in West Cameroon has shown that greater integration into the plum market results in more diversified planting practices and does not have a deleterious effect on varietal diversity in the field. This morphological diversity is also supported by a rich vernacular nomenclature, counting more names for Beti than for Bamileke and Bassa, organized mainly around the morphological and organoleptic criteria of the fruit. Cultivators of African plums show different preferences that diverge according to fruit uses, among which fruit size becomes the most valuable trait for trade producers.The combination of ethnoecological and genetic approaches allowed to highlight the effects of informal seed exchange networks on the level of genetic diversity and structure. By comparing sites along three urbanization gradients each corresponding to Beti, Bassa or Bamileke, the different seed exchange dynamic between urbanized and rural sites was highlighted. Most seeds used to plant trees in the urban area come from long-distance exchanges, either through markets or not. Consequently, the level of genetic diversity in urban areas is similar or even higher than in rural areas. In addition, the levels of genetic diversity are similar between age classes, suggesting that the species’ management practices are not depleting its genetic resources: these practices can be considered sustainable.In conclusion, we have shown that local knowledge, practices and uses are particularly extensive around the African plum tree. Our results further suggest that local management practices do not, at this stage, impact negatively the species genetic diversity. Nevertheless, this emblematic species, which constitutes a strategic biological model for studying the effect of human practices on genetic diversity in Central Africa, still offers many research questions to be investigated, particularly regarding its cultivation origin and its diffusion history.
Dans les écosystèmes forestiers tropicaux, les humains utilisent depuis toujours les espèces végétales utiles, sources de nourriture, de fibre, de combustible ou de médication. Parmi ces produits forestiers, certains d’entre eux ont progressivement été mis en culture. C’est le cas du safoutier (Dacryodes edulis, Burseraceae), un arbre fruitier emblématique d’Afrique Centrale. Cette thèse aborde différents aspects de la dynamique de la diversité cultivée du safoutier via une approche interdisciplinaire alliant génétique des populations et ethnoécologie. Une première partie porte sur l’histoire évolutive du safoutier ; une seconde s’attache à caractériser les pratiques culturales et de gestion de l’espèce par différents groupes ethniques du Cameroun. Une troisième, faisant converger les approches, vise à comprendre l’influence de ces différentes pratiques sur la diversité génétique de l’espèce. Sur son aire de distribution, la diversité génétique se structure en trois principaux groupes. Le plus étendu spatialement regroupe les populations du Cameroun et du Nord-Gabon et présente aussi une sous-structuration interne. Les deux autres se situent aux marges de son aire, au Nigéria et en République Démocratique du Congo. Une barrière historique est suggérée de part et d’autre de l’équateur météorologique. Ces patrons de distribution de la diversité génétique au sein de l’espèce semblent résulter des événements de glaciation du Quaternaire plutôt que de la mise en culture de l’espèce. Enfin, le partage d’haplotypes entre D. edulis et d’autres Dacryodes laisse penser que les flux de gènes sont possibles entre espèces du genre. Une approche ethnoécologique dans différents bassins de production de safous de l’Ouest Cameroun a permis de montrer qu’une intégration plus forte au marché du safou se traduit par des pratiques de plantation plus diversifiées, et n’a pas d’effet délétère sur la diversité variétale aux champs. À cette diversité morphologique répond une importante nomenclature vernaculaire organisée surtout autour des critères morphologiques et organoleptiques du fruit, et plus étoffée chez les Béti que chez les Bamiléké et Bassa. Les cultivateurs de safous affichent des préférences différentes en fonction des usages du fruit, et une bascule s’opère vers une prédilection pour le critère de taille chez ceux destinant leur production au marché urbain. Le croisement des approches ethnoécologique et génétique a en particulier permis de mettre en valeur les effets des réseaux informels d’échanges de semences sur la diversité génétique et sa distribution. En procédant par comparaison entre sites le long de gradients à groupes ethniques dominants, les différentes dynamiques entre sites urbanisés ruraux sont soulignées. Les semences utilisées pour planter des arbres en ville proviennent en majorité d’échanges sur de longues distances, transitant ou non par des marchés. En conséquence, des niveaux de diversité identiques, voire supérieurs, sont présents dans les aires urbaines par rapport au milieu rural. Par ailleurs, les niveaux de diversité génétique comparés entre cohortes d’âges sont similaires, suggérant que les pratiques actuelles de gestion de l’espèce n’érodent pas son patrimoine génétique : ces pratiques peuvent être considérées comme durables. Ces résultats permettent de conclure qu’il existe une grande diversité de connaissances, de pratiques et d’usages autour du safoutier. De plus, les pratiques de gestion locale n’engendrent pas, à ce stade, d’effets néfastes sur sa diversité intra-spécifique. Néanmoins cette espèce emblématique, modèle stratégique pour étudier l’effet des pratiques humaines sur la diversité génétique en Afrique Centrale, soulève de nombreuses questions de recherche encore à examiner, notamment vis-à-vis de l’origine de sa mise en culture et de sa diffusion.
Origine : Version validée par le jury (STAR)