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Cette thèse aborde deux problématiques : d'une part, la structure spatiale de la variation de marqueurs génétiques et de caractères quantitatifs au sein des populations, d'autre part, les relations entre cytotypes au sein du complexe polyploïde des centaurées jacées (Centaurea jacea L. sensu lato, Asteraceae). La structure spatiale de la variation génétique reflète essentiellement l'action combinée de la dérive génique, des flux de gènes, et des pressions de sélection. Si les méthodologies d'inférence de ces forces évolutives à partir de la différenciation génétique entre populations sont bien développées, elles ne le sont pas pour une analyse micro-géographique au sein de populations continues. Ce travail comble partiellement cette lacune en établissant des relations formelles entre [...]

Cette thèse aborde deux problématiques : d'une part, la structure spatiale de la variation de marqueurs génétiques et de caractères quantitatifs au sein des populations, d'autre part, les relations entre cytotypes au sein du complexe polyploïde des centaurées jacées (Centaurea jacea L. sensu lato, Asteraceae). La structure spatiale de la variation génétique reflète essentiellement l'action combinée de la dérive génique, des flux de gènes, et des pressions de sélection. Si les méthodologies d'inférence de ces forces évolutives à partir de la différenciation génétique entre populations sont bien développées, elles ne le sont pas pour une analyse micro-géographique au sein de populations continues. Ce travail comble partiellement cette lacune en établissant des relations formelles entre des statistiques d’auto corrélation spatiale (1 de Moran), fréquemment utilisées comme outil descriptif, et la théorie de la génétique des populations et de la génétique quantitative. Différentes approches applicables aux populations continues sont proposées pour: a) estimer les distances de dispersion des gènes à partir de marqueurs neutres; b) rendre compte de la balance entre pressions de sélection et dérive génique dans le déterminisme de la structure spatiale de caractères quantitatifs. Appliquées à des populations de centaurées jacées, ces approches mettent en évidence un isolement par la distance au sein des populations et une organisation spatiale de la variation des caractères quantitatifs conforme à une hypothèse neutre. Dans le nord-est du massif ardennais, les cytotypes diploïde et tétraploïde de centaurée jacée présentent des aires de distribution parapatriques avec quelques populations mixtes dans la zone de contact. Les tétraploïdes ont une hérédité polysomique, et sont donc d'origine auto-polyploïde, et ils présentent une diversité génétique supérieure à celle des diploïdes. Les deux cytotypes sont autoincompatibles, montrent des degrés de structuration génétique analogues, occupent des habitats similaires, mais sont bien différenciés génétiquement et morphologiquement grâce à un isolement reproducteur. Dans la zone de contact, cet isolement est vraisemblablement la conséquence de barrières post-zygotiques (avortement des embryons triploïdes) car, dans les populations mixtes, les pollinisations inter-cytotypes semblent fréquentes. Cet isolement reproducteur n'est toutefois pas total, étant donné l'absence de différenciation globale des fréquences alléliques entre cytotypes à l'échelle européenne. Des simulations montrent que l'existence d'une barrière partielle entre cytotypes combinée à un isolement par la distance à une échelle continentale contribue à expliquer la difficulté du traitement taxonomique des centaurées jacées, et probablement des complexes polyploïdes en général.