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Le genre Psychotria est le plus vaste de la famille des Rubiaceae, avec plusieurs centaines d’espèces répandues dans toutes les régions tropicales humides. Les Psychotria sont principalement des arbustes (quelques-uns sont lianescents, herbacés ou arborescents) et entrent souvent pour une part importante dans la composition des sous-bois tropicaux. Certains montrent des adaptations remarquables comme la symbiose bactérienne foliaire ou l’accumulation d’humus. En raison de sa taille et des difficultés d’identifications, ce genre reste mal connu, notamment en Afrique occidentale et centrale où il n’a fait l’objet d’aucun travail d’ensemble depuis les années 1960.Le présent travail a pour objectifs :1) la révision taxonomique du genre Psychotria pour l’Afrique occidentale et centrale; 2) une étude phylogénétique du genre, visant à reconstituer son évolution et améliorer la classification infragénérique ;et 3) une étude biogéographique régionale de ce groupe, afin de définir des centres de diversité et d'endémisme.Notre travail de taxonomie, fondé sur l’examen des spécimens d’herbier et sur des missions de terrain au Cameroun et au Gabon, nous a conduit à reconnaître l’existence de 232 espèces en Afrique occidentale et centrale, ce qui fait de Psychotria le plus vaste genre de plantes dans cette région. Parmi ces espèces, 78 sont nouvelles.Nos travaux phylogénétiques, basés sur l’étude de deux marqueurs nucléaires (ITS et ETS) et quatre chloroplastiques (rps16, trnG, matK et rbcLa), montrent que la classification de Petit (1964, 1966) est largement à revoir. Il apparaît notamment que les deux sous-genres (Psychotria et Tetramerae) reconnus en Afrique, et fondés sur la présence ou l’absence de nodules bactériens foliaires, ne sont pas monophylétiques, certaines espèces ayant secondairement perdu leurs nodules. Nos résultats soutiennent également le rattachement du genre monospécifique Peripeplus à Psychotria.Le genre Psychotria montre une diversité remarquable, associée à un taux d’endémisme élevé, dans le domaine bas-guinéen (Cameroun et Gabon principalement) où plusieurs centres d’endémisme ont été identifiés. Ceux-ci sont localisés non seulement dans les massifs montagneux de l’intérieur, dont la flore particulière est bien connue, mais également dans les régions littorales. L’Afrique de l’ouest, moins diversifiée, montre cependant un fort endémisme localisé principalement dans deux centres, l’un situé au Liberia et dans l’ouest de la Côte d’Ivoire, l’autre vers la frontière Côte d’Ivoire/Ghana. Le bassin du Congo, comparable en diversité à l’Afrique de l’Ouest, est relativement pauvre en endémiques.Ces résultats suggèrent que les forêts du Cameroun et du Gabon auraient relativement bien résisté aux périodes sèches passées, et remettent notamment en question l’hypothèse d’une disparition des forêts littorales du golfe de Guinée au cours du Pleistocène./Psychotria is the largest genus in the Rubiaceae family, with several hundred species in wet tropical areas worldwide. Psychotria spp. are mostly shrubs (a few being lianas, creepers or trees) and are often an important component of the undergrowth in tropical rainforests. Some show remarkable adaptations such as leaf bacterial symbiosis or litter gathering. Due to its size and identification problems, Psychotria remains a little-known genus, especially in West and Central Africa, where no major work has been done on this group since the 1960s.The aims of the present work are: 1) a taxonomic revision of Psychotria in West and Central Africa; 2) a phylogenetic study of the genus, in order to trace its evolution and improve the infrageneric classification; and 3) a regional biogeographic study of the genus, to define centers of diversity and endemism.Our taxonomical work, based on the study of herbarium specimens and field expeditions in Gabon and Cameroon, led us to recognise 232 species of Psychotria in West and Central Africa. Psychotria is therefore the largest plant genus in this area. Among these species, 78 are new.Our phylogenetic work, based on two nuclear markers (ITS and ETS) and four chloroplastic markers (rps16, trnG, matK, rbcLa), shows that Petit’s (1964, 1966) infrageneric classification is in need of revision. In particular, we show that the two subgenera present in Africa (subg. Tetramerae and subg. Psychotria), which are defined by the presence or absence of leaf bacterial nodules, are not monophyletic: a secondary loss of the bacterial nodules has occured in some species. Our results also support the merging of the monospecific genus Peripeplus into Psychotria.The genus Psychotria shows a remarkable diversity and a high level and endemism in the Lower Guinea domain (particularly Cameroon and Gabon) where several centers of endemism are identified. These are located not only in the inland hill ranges, which are well known for their particular flora, but also in littoral areas. West Africa is less diverse but also shows a high level of endemism, which concerns mostly two areas, one in Liberia and western Côte d’Ivoire and the other around the Côte d’Ivoire/Ghana border. The Congo basin, comparable in diversity to West Africa, has relatively few endemic species.These results suggest that the rainforests of Cameroon and Gabon resisted relatively well during historical drier periods. They do not support the hypothesis of a disappearance of the Gulf of Guinea littoral forests during the Pleistocene., Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

La province du Katanga est connue pour ses affleurements naturels de roches riches en cuivre et en cobalt. Plus d’une centaine de « collines de cuivre », isolées géographiquement et écologiquement possèdent une flore très originale qui comprend plus de 600 espèces dont 32 endémiques. Les métallophytes du Katanga sont des plantes fascinantes aux points de vue écologique, biogéographique, physiologique et évolutif. Elles restent très peu étudiées et leur conservation est très problématique compte tenu de l’extension des activités minières. L’objectif général de la thèse est de contribuer à une meilleure connaissance des métallophytes du Katanga, dans une perspective explicite de conservation de leur biodiversité.Dans ce contexte, la thèse représente une des toutes premières approches de la biologie et l’écologie des populations de deux métallophytes apparentées. L’objectif est de préciser la distribution et la niche des deux taxons, et la variation de leur capacité d’accumuler et de tolérer les métaux lourds. Les résultats sont utilisés pour discuter la valeur conservatoire des cuprophytes du Katanga, leur vulnérabilité et envisager des stratégies de conservation. Nous avons montré que les sols des affleurements de roche cuprocobaltifère se distinguer édaphiquement d’autres types de sols métallifères dans le monde. La révision phytogéographique et taxonomique a permis de valider 32 taxons endémiques et de mettre en évidence 23 couples de cuprophytes étroitement apparentés. La proportion élevée de couples de cuprophytes apparentés nous laisse suggérer que des événements de spéciation auraient existés au sein même des habitats cuprifères. Un isolement écologique pourrait s’exercer au niveau des zones les plus riches en cuivre. Ces couples d’espèces cuprophytes constitueraient un outil de recherche idéal pour l’étude de la spéciation. Les propriétés hyperaccumulatrices de certaines espèces ont été exagérées, sans doute par suite de problèmes méthodologiques. L’accumulation du Cu ne se produit que dans des conditions édaphiques particulières, très difficiles à obtenir en culture. Cependant, nous avons montré que C. tenuis et C. perennis étaient hautement tolérantes au cuivre. Chez ces deux espèces, le cuivre provoquait une augmentation des performances de certaines populations métallicoles en milieux stérile. Ces populations posséderaient des besoins élevés en cuivre. Dans ce cas, la cuprophilie apparente de l’espèce in natura pourrait être expliquée par un coût de la tolérance au cuivre. Cette cuprophilie semble être un phénomène rare chez les espèces tolérantes au cuivre et confère ainsi à C. perennis et C. tenuis une valeur biologique remarquable. Actuellement, parmi les 32 taxons endémiques stricts des habitats cuprifères du Katanga, 6% sont éteints (EX), 73% sont en danger critique d’extinction (CR), 9% sont en danger d’extinction (EN) et 3% sont vulnérables (VU). De plus, 18 taxons présentant une affinité particulièrement élevée pour les sols cuprifères, sans y être totalement confinés (fréquence sur Cu > 75%) sont réellement menacés d’extinction (22 % EN et 78% VU). Néanmoins, 18 % de ces endémiques menacées sont capables de coloniser les habitats métallifères anthropogènes. Comme C. perennis, certaines endémiques se développaient uniquement sur des sols perturbés par l’activité minière. C. tenuis possède aussi son optimum écologique sur les sols anthropogènes cuprifères. Cela indique que certaines espèces de la flore du cuivre du Katanga considérées en danger critique d’extinction sont en fait moins menacées parce qu’elles sont en mesure de se développer sur les habitats anthropogènes métallifères. L’exploitation minière est toujours destructive mais les habitats anthropogènes récents semblent avoir une valeur de conservation pour certains métallophytes rares. Une partie des déchets de l’exploitation minière et les sols contaminés pourraient être gérés de manière à fournir des habitats artificiels pour la colonisation ou la conservation ex situ de ces espèces. Dans la discussion, nous examinons les stratégies de conservation de ces espèces., Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

L’Afrique centrale atlantique (ACA) englobe l’ensemble du domaine bas-guinéen, les îles du Golfe de Guinée et une partie de l’archipel afromontagnard. Plusieurs centres d’endémisme ont été identifiés en son sein et sont généralement considérés comme liés à la présence de refuges forestiers durant les périodes glaciaires. Cependant, l’origine de cet endémisme, sa localisation et les méthodes permettant d’identifier ces centres restent controversées. La localisation de ces zones d’endémisme et des plantes rares qu’elles abritent, est pourtant un prérequis indispensable pour la mise en place de politiques cohérentes de conservation et demeure une priorité pour les organisations privées, institutionnelles ou gouvernementales actives dans la gestion et le maintien durable de la biodiversité.Cette étude phytogéographique porte sur la famille des Orchidaceae et est basée sur l’analyse de la distribution des taxons endémiques de l’ACA. Elle s’appuie sur un jeu de données original résultant d’un effort d’échantillonnage important au Cameroun et d’un travail d’identification et de localisation de spécimens dans les principaux herbaria européens abritant des collections d’ACA. Durant cette étude, (i) nous avons tout d’abord identifié ces taxons endémiques et documenté leur distribution au travers de plusieurs contributions taxonomiques et floristiques, (ii) nous nous sommes ensuite intéressé aux nouvelles méthodes permettant d’analyser ces données d’herbier de plantes rares et donc pauvrement documentées, testant aussi l’intérêt des Orchidaceae comme marqueurs chorologiques, et finalement, appliquant ces méthodes à notre jeu de données, (iii) nous avons délimité des centres d’endémisme et identifié les territoires phytogéographiques des Orchidaceae en ACA.(i) Une révision taxonomique des genres Chamaeangis Schltr. et Stolzia Schltr. a été réalisée respectivement. Sept nouveaux taxons ont été décrits: Angraecum atlanticum Stévart & Droissart, Chamaeangis spiralis Stévart & Droissart, Chamaeangis lecomtei (Finet) Schltr. var. tenuicalcar Stévart & Droissart, Polystachya engogensis Stévart & Droissart, Polystachya reticulata Stévart & Droissart, Stolzia repens (Rolfe) Summerh var. cleistogama Stévart, Droissart & Simo et Stolzia grandiflora P.J.Cribb subsp. lejolyana Stévart, Droissart & Simo. Plusieurs notes taxonomiques, phytogéographiques et écologiques supplémentaires ont également été redigées. Au total, nous avons identifié 203 taxons d’Orchidaceae endémiques d’ACA parmi lesquels 193 sont pris en compte pour l’étude des patrons d’endémisme.(ii) Au Cameroun, les patrons de distribution des Orchidaceae et des Rubiaceae endémiques d’ACA ont été étudiés conjointement. Des méthodes de rééchantillonnage des données (raréfaction) ont été appliquées pour calculer des indices de diversité et de similarité. Elles ont permis de corriger les biais liés à la variation de l’effort d’échantillonnage. Un gradient de continentalité a été observé, les parties côtières étant les plus riches en taxons endémiques d’ACA. Contrairement à la région du Mont Cameroun et aux massifs de Kupe/Bakossi qui ont connu une attention particulière des politiques et des scientifiques, la partie côtière du sud Cameroun, presque aussi riche, reste mal inventoriée pour plusieurs familles végétales.Cette analyse à l’échelle du Cameroun a également permis de comparer les patrons d’endémisme des Orchidaceae et des Rubiaceae. Les différences observées seraient principalement dues à la présence d’Orchidaceae terrestres dans les végétations basses et les prairies montagnardes de la dorsale camerounaise alors que les Rubiaceae sont généralement peu représentées dans ces habitats. Au sein des habitats forestiers, la concordance entre les patrons d’endémisme des Orchidaceae et des Rubiaceae remet en question l’utilisation des capacités de dispersion des espèces comme critère pour choisir les familles permettant l’identification des refuges forestiers et semble ainsi confirmer la pertinence de l’utilisation des Orchidaceae comme marqueur chorologique.La distribution potentielle a été utilisée pour étudier en détail l’écologie, la distribution et le statut de conservation de Diceratostele gabonensis Summerh. une Orchidaceae endémique de la région guinéo-congolaise uniquement connue d’un faible nombre d’échantillons. Cette méthodologie semble appropriée pour compléter nos connaissances sur la distribution des espèces rares et guider les futurs inventaires en Afrique tropicale.(iii) En ACA, les Orchidaceae permettent d’identifier plusieurs centres d’endémisme qui coïncident généralement avec ceux identifiés précédemment pour d’autres familles végétales. Ces constats supportent aussi l’utilisation des Orchidaceae comme marqueur chorologique. La délimitation des aires d’endémisme des Orchidaceae a ainsi permis de proposer une nouvelle carte phytogéographique de l’ACA. Les éléments phytogéographiques propres à chacune des dix phytochories décrites ont été identifiés et leurs affinités floristiques discutées. Les résultats phytogéographiques obtenus (a) soutiennent l’existence d’une barrière phytogéographique matérialisée par la rivière Sanaga entre les deux principaux centres et aires d’endémisme de l’ACA, (b) étendent l’archipel afromontagnard situé principalement au Cameroun au plateau de Jos (Nigeria) et (c) montrent l’importance de la chaîne montagneuse morcelée Ngovayang-Mayombe pour la distribution de l’endémisme en ACA. Cette chaîne de montagne, qui s’étend le long des côtes de l’océan du sud Cameroun au Congo-Brazzaville et qui correspond à plusieurs refuges forestiers identifiés par de nombreux auteurs, est ici considérée comme une seule aire d’endémisme morcelée./Atlantic central Africa (ACA) covers the Lower Guinean Domain, the four islands of the Gulf of Guinea and a part of the afromontane archipelago. Different centres of endemism have been identified into this area and are usually considered as related to glacial forest refuges. However, the origin of this endemism, the localization of the centres and the methods employed to identify these centres are subject to debate. Yet, the localization of these centres of endemism and the identification of the rare plants they harbor is an essential prerequisite to setting up rational conservation policies, and remains a priority for private, institutional and governmental organizations which are dealing with the sustainable management of biodiversity.This phytogeographical study focuses on Orchidaceae and analyses the distribution of the taxa endemic to ACA. We use an original dataset resulting from an important sampling efforts and the identification of specimens coming from all the principal herbaria where collections from ACA are housed. During this study, (i) we first identified the taxa endemic to ACA and documented their distribution through several taxonomic and floristic contributions, (ii) we used and developed new methods allowing to correct for sampling bias associated with the use of rare and poorly documented taxa, testing at the same time the use of Orchidaceae as chorological markers, and finally, applying these methods to our dataset, (iii) we delimited the centres of endemism and identified the phytogeographical territories of Orchidaceae in ACA.(i) A taxonomic revision of Chamaeangis Schltr. and Stolzia Schltr. respectively was carried out. Seven new taxa were described: Angraecum atlanticum Stévart & Droissart, Chamaeangis spiralis Stévart & Droissart, Chamaeangis lecomtei (Finet) Schltr. var. tenuicalcar Stévart & Droissart, Polystachya engogensis Stévart & Droissart, Polystachya reticulata Stévart & Droissart, Stolzia repens (Rolfe) Summerh var. cleistogama Stévart, Droissart & Simo and Stolzia grandiflora P.J.Cribb subsp. lejolyana Stévart, Droissart & Simo. Several additional taxonomic, phytogeographical and ecological notes were also published. We finally identified 203 Orchidaceae taxa endemic to ACA, among which 193 were used to study the patterns of endemism.(ii) In Cameroon, the distribution patterns of both Orchidaceae and Rubiaceae endemic to ACA were studied. Subsampling methods (rarefaction) were applied to calculate diversity and similarity indices and to correct potential bias associated with heterogeneous sampling intensity. A gradient of continentality was confirmed in Cameroon, the coastal part being the richest in taxa endemic to ACA. The Cameroon Mountain and the Kupe/Bakossi mountain massifs have received a great consideration of politics and scientists. On the contrary, the Southern coastal part of Cameroon, though almost as rich as the Northern part, remains poorly known for several plant families.This analysis also allowed us to compare patterns of endemism of Orchidaceae and Rubiaceae. The differences observed could be mainly due to the terrestrial habit of some Orchidaceae, which are only found in the grasslands of the highest part of the Cameroonian volcanic line where endemic Rubiaceae are rare. Within forest habitats, the concordance between the patterns of endemism of Orchidaceae and Rubiaceae question the widespread use of dispersal ability as a selection criterion for the families used to identify forest refuges. This also confirms the relevance of Orchidaceae as chorological marker.Species distribution modelling was used of an in depth study of the ecology, the distribution and the conservation status of Diceratostele gabonensis Summerh. an Orchidaceae endemic to the Guineo-Congolian regional centre of endemism which is only known from very few collections. This method is proved to be appropriate to complete our knowledge on the distribution of rare plant species and to guide the future inventories in tropical Africa.(iii) In ACA, an analysis of the distribution of endemic Orchidaceae confirmed the presence and location of several centres of endemism previously identified on the basis of other plant families. This result again supports the use of Orchidaceae as a chorological marker. The chorological study of the endemic Orchidaceae allowed us to propose a new phytogeographical map for ACA. Phytogeographical elements for each of the ten phytochoria described were identified and their floristic affinities were also discussed. Our results (a) support the existence of a phytogeographical barrier, materialized by the Sanaga River, between the two main centres and area of endemism of the ACA, (b) extend the limits of the afromontane archipelago to the Jos Plateau in Nigeria and (c) show the importance of the Ngovayang-Mayombe line to explain the distribution of endemism in ACA. This mountainous line, stretching along the ocean coast from Southern Cameroon to Congo-Brazzaville, corresponds to several forest refuges identified by many authors, and is here considered as an unique but discontinuous area of endemism., Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished