Seed ecology for biodiversity recovery in tropical oceanic islands : case of study of four native and three endemic species in several vegetation zones in Reunion Island

La Terre est une planète bleue mais c’est aussi un monde vert abritant des îles tropicales reconnues pour leur biodiversité exceptionnelle mais vulnérable (e.g. face aux menaces de transformation des habitats, des invasions biologiques, du changement climatique, …). Appartenant à un hotspot mondial de la biodiversité, La Réunion n’échappe pas aux problématiques de sauvegarde de ses espèces indigènes et endémiques, notamment avec 40% de sa surface inscrite au Patrimoine mondial de l’UNESCO. Planter massivement des espèces indigènes en restauration écologique et en revégétalisation devient ainsi un moyen pour reconquérir la biodiversité réunionnaise. Toutefois, cette volonté politique et sociétale se heurte à plusieurs verrous scientifiques et techniques tels que comment récolter, stocker, faire germer, obtenir des plants et planter ces espèces. Par ailleurs, sur le plan académique, peu de données sont disponibles sur les champs scientifiques associés à ces problématiques. En croisant les enjeux scientifiques et techniques, ce travail de thèse vise à contribuer à la caractérisation morpho-physiologique de semences d’espèces indigènes et endémiques le long de l’étagement de végétation d’une île océanique à fort gradient altitudinal.Au sein de deux forêts de basse altitude, le chapitre 1 porte sur les caractéristiques morphologiques et la germination des graines de Mimusops balata, présente à la fois dans la forêt sèche et dans la forêt tropicale humide de basse altitude. Une variation morphologique des fruits et graines est observée en fonction des sites et de l’année de récolte, avec une influence probablement forte des conditions climatiques. Au niveau de l’espèce, M. balata présente des graines récalcitrantes sans dormance.Au sein de la forêt tropicale humide de moyenne altitude, de montagne et la végétation subalpine, le chapitre 2 traite cette même caractérisation sur une liane indigène de La Réunion, Clematis mauritiana. Il n’y a pas de groupes morphologiques discriminants entre le milieu forestier et subalpin. Mais certaines caractéristiques morphologiques et physiologiques des graines de la végétation subalpine posent la question de l’existence d’une forme de plasticité phénotypique ou de l’existence potentiel d’un morphotype. Au niveau de l’espèce, une dormance avec au moins une composante morphologique est détectée.Au sein de la végétation subalpine, le chapitre 3 se focalise sur la détection de dormance et de la photosensibilité de cinq espèces emblématiques de l’étage. Une espèce ne présente pas de dormance contrairement aux quatre autres, avec potentiellement une composante physiologique. Deux espèces ont des graines à photosensibilité positive. L’acide gibbérellique peut se substituer à la lumière mais pas l’eau fumée, sauf pour une espèce dans certaines conditions.Globalement, ces travaux relèvent notamment un manque de connaissances encore trop important sur le comportement à la conservation des semences, et plus largement en écologie des semences. En termes de transferts de connaissances, ces données ont permis concrètement d’élaborer une partie des itinéraires techniques de production destinés au projet ENDEMIEL ambitionnant de planter plus de 61 000 arbres/arbustes indigènes et endémiques le long d’un gradient altitudinal de 36 km allant de 400 à 1600 mètres et traversant plusieurs étages de végétation. Ces travaux soulignent également l’importance de compléter les données de caractérisation morphologique et de maturité des semences, amenant à la proposition de mettre en place une carpo-séminothèque numérique contenant une base de données morphométriques.Vouloir utiliser des plantes indigènes, c’est bien mais bien le faire c’est mieux !The blue Planet is also a Green World, with tropical islands known for their exceptional but vulnerable biodiversity (e.g. facing the threats of habitat transformation, biological invasions, climate change, ...). Listed as a UNESCO World Heritage Site (40% of its area), belonging to a global biodiversity hotspot, Reunion Island is no exception to these issues for conservation of its native and endemic species. Massively planting native species in restoration and revegetation is a mean for recovering biodiversity. However, this political and societal will come up against several scientific and technical obstacles for seed collection, storage, germination, seedling emergence and planting. In addition, little is known in seed ecology, the scientific field which is associated with these obstacles. By crossing scientific and technical issues, this thesis aims to contribute to the seed morpho-physiological characterization of native and endemic species along vegetation zones of an oceanic island with a strong altitudinal gradient.In two types of lowland forests, the chapter 1 studies the morphological characteristics and seed germination on Mimusops balata. The species is present in both dry forest and lowland rainforest. We observed a morphological variation in fruits and seeds depending on collection site and year, with a probably strong influence of climatic factors. At the species level, M. balata have recalcitrant seeds with no dormancy.In rainforest, tropical montane cloud forests and subalpine vegetation, the chapters 2 studies the same type of characterization on a native liana in Reunion Island, Clematis mauritiana. There are no distinctive morphological groups for forest and subalpine environments. But, some seed morphological and physiological characteristics in subalpine vegetation raise the question of the existence of phenotypic plasticity or a morphotype. At the species level, C. mauritiana have dormant seeds with at least a morphological component.In subalpine vegetation, the chapter 3 focuses on dormancy and photoblasty detection of five emblematic species. One species has no dormant seeds contrary to the four others, with potentially a physiological dormancy. Two species require light for seed germination. Gibberellic acid substitutes for light but not Smoke Water, except for a species for specific conditions.Overall, these studies notice a still too great lack of knowledge about seed storage behavior, and more largely in seed ecology. For planting programs, these data permit to design a tool with scientific and technical data for ENDEMIEL project. This initiative aims to plant 61,000 native or endemic trees/shrubs along an altitudinal gradient (36 km – ranging from 400 to 1600 m a.s.l, crossing different habitats). These Research works highlight also the necessary to complete data about seed morphology and maturity. This leads us to propose to design a numerical fruit and seed collection/library with a database of morphological measurement.Using native plants is good, but using them properly is better