Français (English version below)

Dans le cadre de ma thèse co-encadrée par Grégoire Freschet (SETE) et Benoît Lefèbvre (LIPME, Toulouse) nous nous intéressons à trois aspects des stratégies de vie des plantes : leur plasticité liée à l'acquisition de phosphore, la dynamique temporelle interne des nutriments et des stratégies économiques et la distribution spatiale de l'effort racinaire d'acquisition.

Axe 1 : plasticité phénotypique et stratégie économique des plantes

Dans un premier chapitre nous observons les réponses plastiques (c’est-à-dire les différentes caractéristiques que l’on peut observer au sein d’une espèce en réponse à son environnement) d’espèces de plantes. Ces espèces ont été choisies pour leurs stratégies économiques contrastées (Weigelt et al, 2021) ; la stratégie de conservation des nutriments rend compte du temps de retour sur l’investissement dans les organes d’absorption (feuilles et racines) , alors que la stratégie de collaboration rend compte de l’investissement dans une acquisition racinaire directe des nutriments ou indirecte via la symbiose mycorhizienne.

Par ailleurs le phosphore (P) est un macroélément diffusant faiblement dans le sol et peu biodisponible. Son acquisition requiert donc une exploration d’un large volume de sol ou une modification des conditions physico-chimiques du milieu. La voie de la symbiose mycorhizienne (association entre plante et champignon, au sein des racines) est particulièrement efficace dans le cadre de cette acquisition.

Nous nous demandons alors s’il existe des déterminants fonctionnels ou phylogénétiques de la plasticité à la disponibilité du phosphore dans le sol.

Axe 2 : dynamique temporelle des stratégies végétales

Dans un second chapitre nous nous intéressons à l’évolution intra-annuelle des stratégies économiques au sein de différentes espèces végétales. L’idée est de combiner une étude de la dynamique temporelle des traits fonctionnels et des stratégies économiques associées à une étude de la dynamique de résorption de l’azote et du phosphore (c’est-à-dire le processus de remobilisation des nutriments dans les feuilles avant leur chute à l’automne), dans la lignée des travaux de Hu et al, 2024.

Axe 3 : distribution spatiale de l’effort d’acquisition des nutriments et interactions entre plantes

Dans un dernier chapitre nous étudions comment une plante distribue spatialement ses racines, ses traits fonctionnels et comment cela est modifié par une plante voisine dans la suite des travaux de Cabal et al, 2020.

La thèse couvre aussi plusieurs aspects méthodologiques, de la détection automatique de la colonisation mycorhizienne dans les racines ou les mesures d’activités enzymatiques de des phosphatases acides.

English version

In my thesis, co-supervised by Grégoire Freschet (SETE) and Benoît Lefèbvre (LIPME, Toulouse), we are looking at three aspects of plant life strategies: their plasticity linked to phosphorus acquisition, the internal temporal dynamics of nutrients and economic strategies, and the spatial distribution of root acquisition effort.

Axis 1: Phenotypic plasticity and plant economic strategy

In the first chapter, we look at the plastic responses (i.e. the different characteristics that can be observed within a species in response to its environment) of plant species. These species have been chosen for their contrasting economic strategies (Weigelt et al, 2021). The nutrient conservation strategy accounts for the payback time on investment in absorption organs (leaves and roots), while the collaboration strategy accounts for investment in the direct root nutrients acquisition pathway or the mycorrhizal symbiosis indirect way.

Moreover, phosphorus (P) is a macro-element that diffuses poorly in the soil and is not very bioavailable. Its acquisition therefore requires the exploration of a large volume of soil or a modification of the physico-chemical conditions of the environment. The mycorrhizal symbiosis pathway (association between plant and fungus, within the roots) is particularly effective for this acquisition.

We therefore ask whether there are functional or phylogenetic determinants of plasticity to phosphorus availability in the soil.

Axis 2: temporal dynamics of plant strategies

In a second chapter, we focus on the intra-annual evolution of economic strategies in different plant species. The idea is to combine a study of the temporal dynamics of functional traits and associated economic strategies with a study of the dynamics of nitrogen and phosphorus resorption (i.e. the process of nutrient remobilization in leaves before their fall in autumn), in line with the work of Hu et al, 2024.

Axis 3: spatial distribution of nutrient acquisition effort and plant interactions

In a final chapter we study how a plant spatially distributes its roots and functional traits, and how this is modified by a neighboring plant, following on from the work of Cabal et al, 2020.

The thesis also covers several methodological aspects, from automatic detection of mycorrhizal colonization in roots to measurements of the enzymatic activities of acid phosphatases.